TITAN (SATELIT): KARAKTERISTIK, KOMPOSISI, ORBIT, PERGERAKAN - ARTE - 2025

Titan adalah salah satu satelit dari planet Saturnus dan yang terbesar dari semuanya. Permukaannya sedingin es, lebih besar dari Merkurius, dan memiliki atmosfer terpadat di antara semua satelit di tata surya.

Dari Bumi, Titan terlihat dengan bantuan teropong atau teleskop. Adalah Christian Huygens (1629-1695), seorang astronom Belanda, yang pada 1655 melihat satelit dengan teleskop untuk pertama kalinya. Huygens tidak menyebutnya Titan, tetapi hanya Luna Saturni, yang merupakan bahasa Latin untuk "bulan Saturnus".

Gambar 1. Titan mengorbit Saturnus. Gambar dari adalah Cassini. Sumber: NASA.

Nama Titan, yang berasal dari mitologi Yunani, diusulkan oleh John Herschel (1792-1871), putra William Herschel, pada pertengahan abad ke-19. The Titans adalah saudara dari Cronos, ayah dari waktu untuk Yunani, setara dengan Saturnus Romawi.

Baik misi luar angkasa yang dilakukan selama paruh terakhir abad ke-20 dan pengamatan Teleskop Luar Angkasa Hubble sangat meningkatkan pengetahuan tentang satelit ini, yang dengan sendirinya merupakan dunia yang menakjubkan.

Pertama-tama, di Titan terdapat fenomena meteorologi yang mirip dengan yang ada di Bumi, seperti angin, penguapan, dan hujan. Namun dengan perbedaan mendasar: di Titan, metana memainkan peran penting di dalamnya, karena zat ini merupakan bagian dari atmosfer dan permukaan.

Selain itu, karena poros rotasinya miring, Titan menikmati musim, meski durasinya berbeda dengan Bumi.

Untuk ini dan juga karena memiliki atmosfernya sendiri dan ukurannya yang besar, Titan kadang-kadang digambarkan sebagai miniatur planet dan para ilmuwan telah berfokus untuk mengenalnya lebih baik, untuk mengetahui apakah ia menampung, atau mampu menampung kehidupan.

Karakteristik umum

Ukuran

Titan adalah satelit terbesar kedua, kedua setelah Ganymede, bulan besar Jupiter. Ukurannya lebih besar dari Merkurius, karena planet kecil ini berdiameter 4879,4 km dan Titan berdiameter 5149,5 km.

Gambar 2. Perbandingan ukuran antara Bumi, Bulan dan Titan, kiri bawah. Sumber: Wikimedia Commons. Apollo 17 Gambar Seluruh Bumi: Gambar Teleskopik NASA Bulan Purnama: Gregory H. Revera Gambar Titan: NASA / JPL / Space Science Institute / Domain publik

Namun, Titan memiliki persentase es yang besar dalam komposisinya. Ilmuwan mengetahui hal ini melalui kepadatannya.

Massa jenis

Untuk menghitung massa jenis suatu benda, perlu diketahui massa dan volumenya. Massa Titan dapat ditentukan melalui hukum ketiga Kepler, serta data yang disediakan oleh misi luar angkasa.

Densitas Titan ternyata 1,9 g / cm ³ , jauh di bawah planet berbatu. Ini hanya berarti bahwa Titan memiliki persentase es yang besar - tidak hanya air, es juga dapat menjadi zat lain - dalam komposisinya.

Suasana

Satelit memiliki atmosfer yang padat, sesuatu yang langka di tata surya. Atmosfer ini mengandung metana, tetapi komponen utamanya adalah nitrogen, sama seperti atmosfer bumi.

Ia tidak memiliki air di dalamnya, juga tidak memiliki karbon dioksida, tetapi terdapat hidrokarbon lain, karena sinar matahari bereaksi dengan metana, sehingga menimbulkan senyawa lain seperti asetilen dan etana.

Tidak ada medan magnet

Sedangkan untuk magnetisme, Titan tidak memiliki medan magnetnya sendiri. Karena berada di tepi sabuk radiasi Saturnus, banyak partikel yang sangat energik masih mencapai permukaan Titan dan memecah molekul di sana.

Seorang pengembara hipotetis yang tiba di Titan akan menemukan suhu permukaan sekitar -179,5 ºC dan tekanan atmosfer yang mungkin tidak nyaman: satu setengah kali nilai tekanan bumi di permukaan laut.

Hujan

Di Titan turun hujan, karena metana mengembun di atmosfer, meskipun hujan ini mungkin sering tidak mencapai tanah, karena sebagian menguap sebelum mencapai tanah.

Ringkasan karakteristik fisik utama Titan

Komposisi

Ilmuwan planet menyimpulkan dari kepadatan Titan, yang kira-kira dua kali lipat dari air, bahwa satelit itu adalah setengah batu dan setengah es.

Batuannya mengandung besi dan silikat, sedangkan es tidak semuanya air, meski di bawah lapisan beku kerak terdapat campuran air dan amonia. Ada oksigen di Titan, tapi terikat dengan air di bawah permukaan.

Di dalam Titan, sama seperti di Bumi dan benda lain di tata surya, terdapat unsur radioaktif yang menghasilkan panas saat meluruh menjadi unsur lain.

Penting untuk dicatat bahwa suhu di Titan mendekati tiga titik metana, yang menunjukkan bahwa senyawa ini dapat berupa zat padat, cair atau gas, dengan peran yang sama seperti air di Bumi.

Hal ini dikonfirmasi oleh probe Cassini, yang berhasil turun ke permukaan satelit, di mana ia menemukan sampel penguapan senyawa ini. Ini juga mendeteksi daerah di mana gelombang radio dipantulkan dengan lemah, analog dengan bagaimana mereka dipantulkan di danau dan lautan di Bumi.

Area gelap dalam gambar radio ini menunjukkan adanya badan metana cair, dengan lebar antara 3 dan 70 km, meskipun lebih banyak bukti diperlukan untuk mendukung fakta tersebut secara pasti.

Suasana di Titan

Astronom Belanda Gerard Kuiper (1905-1973) mengkonfirmasi pada tahun 1944 bahwa Titan memiliki atmosfernya sendiri, berkat satelit tersebut memiliki karakteristik warna oranye-coklat yang dapat dilihat pada gambar.

Belakangan, berkat data yang dikirim oleh misi Voyager pada awal 1980-an, ditemukan bahwa atmosfer ini cukup padat, meski menerima radiasi matahari lebih sedikit karena jarak.

Ia juga memiliki lapisan kabut asap, yang menumpulkan permukaan dan di mana ada partikel hidrokarbon dalam suspensi.

Di atmosfer atas Titan, angin berkecepatan hingga 400 km / jam, meski mendekati permukaan panorama sedikit lebih tenang.

Gas atmosfer

Berdasarkan komposisinya, gas atmosfer terdiri dari 94% nitrogen dan 1,6% metana. Komponen lainnya adalah hidrokarbon. Ini adalah ciri yang paling khas, karena selain atmosfer bumi, tidak ada unsur lain di tata surya yang mengandung nitrogen dalam jumlah seperti itu.

Metana adalah gas rumah kaca yang keberadaannya mencegah penurunan suhu Titan lebih jauh. Namun, lapisan terluar, yang terdiri dari gas-gas yang tersebar luas, bersifat reflektif dan melawan efek rumah kaca.

Hidrokarbon

Di antara hidrokarbon yang diamati di Titan, akrilonitril yang mencolok, dalam konsentrasi hingga 2,8 bagian per juta (ppm), terdeteksi melalui teknik spektroskopi.

Ini adalah senyawa yang banyak digunakan dalam pembuatan plastik dan, menurut para ilmuwan, mampu menciptakan struktur yang mirip dengan membran sel.

Meskipun akrilonitril awalnya terdeteksi di lapisan atas atmosfer Titan, namun diyakini bahwa ia dapat mencapai permukaan dengan baik, mengembun di lapisan atmosfer bawah dan kemudian jatuh dalam hujan.

Selain akrilonitril, di Titan terdapat tholins atau tholins, senyawa aneh yang bersifat organik yang muncul ketika sinar ultraviolet memecah metana dan memisahkan molekul nitrogen.

Hasilnya adalah senyawa yang lebih kompleks yang diyakini telah ada di awal Bumi. Mereka telah terdeteksi di dunia es di luar sabuk asteroid dan para peneliti mampu memproduksinya di laboratorium.

Temuan semacam itu sangat menarik, meski kondisi satelit tidak sesuai untuk kehidupan terestrial, terutama karena suhu yang ekstrim.

Bagaimana cara mengamati Titan

Titan terlihat dari Bumi sebagai titik cahaya kecil di sekitar Saturnus raksasa, tetapi bantuan instrumen seperti teropong atau teleskop diperlukan.

Meski begitu, tidak mungkin untuk memperhatikan banyak detail, karena Titan tidak bersinar sebanyak satelit Galilea (satelit besar Jupiter).

Selain itu, ukuran besar dan kecerahan Saturnus terkadang dapat menyembunyikan keberadaan satelit, sehingga perlu dicari momen-momen jarak terjauh antara keduanya untuk membedakan satelit.

Orbit

Titan membutuhkan waktu hampir 16 hari untuk berputar mengelilingi Saturnus dan rotasi tersebut sinkron dengan planet, yang berarti selalu menunjukkan wajah yang sama.

Fenomena ini sangat umum terjadi pada satelit di tata surya. Bulan kita, misalnya, juga berotasi sinkron dengan Bumi.

Gambar 3. Orbit Titan yang disorot dengan warna merah, bersama dengan satelit utama Saturnus: Hyperion dan Iapetus adalah yang paling luar ke Titan, sedangkan yang paling dalam adalah, dengan urutan: Rhea, Dione, Tethys, Enceladus dan Mimas . Sumber: Wikimedia Commons. ! Asli: tumpukan puing Vektor: Mysid. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Hal ini disebabkan oleh gaya pasang surut, yang tidak hanya mengangkat massa cair, yang merupakan efek yang paling dihargai di Bumi. Mereka juga mampu mengangkat kerak bumi dan membengkokkan planet dan satelit.

Gaya pasang surut secara bertahap memperlambat kecepatan satelit hingga kecepatan orbitnya sama dengan kecepatan rotasi.

Gerakan rotasi

Rotasi sinkron Titan berarti periode rotasinya di sekitar porosnya sama dengan periode orbitnya, yaitu kurang lebih 16 hari.

Terdapat stasiun-stasiun di Titan karena kemiringan sumbu rotasinya sebesar 26º dari ekliptika. Tapi tidak seperti Bumi, masing-masing akan bertahan selama sekitar 7,4 tahun.

Pada tahun 2006, penyelidikan Cassini menampilkan gambar yang menunjukkan hujan (dari metana) di kutub utara Titan, sebuah peristiwa yang menandai awal musim panas di belahan bumi utara satelit, tempat danau metana diyakini ada.

Hujan akan membuat danau tumbuh, sedangkan di belahan bumi selatan pasti akan mengering pada waktu yang hampir bersamaan.

Struktur internal

Diagram di bawah menunjukkan struktur internal berlapis Titan, dibangun dengan mengumpulkan bukti yang dikumpulkan dari pengamatan Bumi ditambah dari misi Voyager dan Cassini:

-Nukle yang terdiri dari air dan silikat, meskipun kemungkinan inti batuan yang lebih internal, berdasarkan silikat, juga ditangani.

-Berbagai lapisan es dan air cair dengan amonia

-Kerak es terluar.

Gambar 4. Struktur internal Titan, menurut model teoritis. Sumber: Wikimedia Commons. Kelvinsong / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0).

Diagram juga menunjukkan lapisan atmosfer padat yang menutupi permukaan, di mana lapisan senyawa organik dari jenis tholin yang disebutkan di atas menonjol, dan akhirnya lapisan kabut asap yang lebih eksternal dan tipis.

geologi

Wahana Cassini, yang mendarat di Titan pada 2005, menyelidiki satelit tersebut menggunakan kamera inframerah dan radar, yang mampu menembus atmosfer padat. Gambar menunjukkan geologi yang bervariasi.

Meskipun Titan terbentuk bersama dengan anggota tata surya lainnya lebih dari 4,5 miliar tahun yang lalu, permukaannya jauh lebih baru, sekitar 100 juta tahun menurut perkiraan. Itu dimungkinkan berkat aktivitas geologis yang hebat.

Gambar menunjukkan perbukitan es dan permukaan halus dengan warna lebih gelap.

Ada beberapa kawah, karena aktivitas geologi menghapusnya segera setelah terbentuk. Beberapa ilmuwan menyatakan bahwa permukaan Titan mirip dengan gurun Arizona, meskipun es menggantikan batu.

Bubungan es yang bulat dan lembut ditemukan di lokasi turunnya wahana, seolah-olah telah dibentuk oleh cairan sejak lama.

Ada juga perbukitan yang dibatasi dengan saluran yang landai menuju dataran dan danau metana yang dijelaskan di atas, serta pulau-pulau. Danau-danau ini adalah benda cair stabil pertama yang ditemukan di suatu tempat di luar Bumi itu sendiri dan terletak di dekat kutub.

Gambar 5. Gambar Titan yang diambil oleh wahana Huygens pada ketinggian 10 km. Sumber: ESA / NASA / JPL / Universitas Arizona / Domain publik.

Relief secara umum tidak terlalu terlihat di Titan. Tinggi gunung tertinggi mencapai sekitar satu atau dua kilometer, menurut data altimetrik.

Selain fitur-fitur tersebut, di Titan terdapat bukit pasir yang disebabkan oleh pasang surut, yang pada akhirnya menghasilkan angin kencang di permukaan satelit.

Faktanya, semua fenomena ini terjadi di Bumi, tetapi dengan cara yang sangat berbeda, karena di Titan metana menggantikan air, dan juga jauh dari Matahari.

Referensi

1. Eales, S. 2009. Planet dan Sistem Planet. Wiley-Blackwell.
2. Kutner, M. 2003. Astronomi: perspektif fisik. Cambridge University Press.
3. Institut Astrobiologi NASA. NASA Menemukan Bulan Saturnus Memiliki Bahan Kimia Yang Bisa Membentuk 'Membran'. Diperoleh dari: nai.nasa.gov.
4. Institut Astrobiologi NASA. Apa di dunia tholins itu?. Diperoleh dari: planetary.org.
5. Pasachoff, J. 2007. The Cosmos: Astronomy in the new Millennium. Edisi ketiga. Thomson-Brooks / Cole.
6. Seeds, M. 2011. Tata Surya. Edisi Ketujuh. Pembelajaran Cengage.
7. Science Daily. Bukti perubahan musim, hujan di kutub utara Titan bulan Saturnus. Diperoleh dari: sciencedaily.com.
8. Wikipedia. Titan (bulan). Dipulihkan dari: en.wikipedia.org.