Tytan - nowy eden.docx

Raj miliardy kilometrów od Ziemi

Żaden obiekt w Układzie Słonecznym nie przypomina Ziemi bardziej niż księżyc Saturna, Tytan. Naukowcy podejrzewają, że w ukrytym pod jego powierzchnią oceanie można nawet odnaleźć życie.

Pięć lat temu kilkuset naukowców zebranych w European Space Operations Centre w niemieckim Darmstadt zostało świadkami niezwykłego wydarzenia: odbioru pierwszych sygnałów wysłanych z powierzchni największego księżyca Saturna, Tytana.

Inżynierowie przez dekadę projektowali i budowali Huygensa - bezzałogową misję mającą polecieć w ten tajemniczy zakątek Układu Słonecznego. Podróż owego próbnika na trasie liczącej ponad 3 miliardy kilometrów, na pokładzie skonstruowanej przez NASA sondy-matki Cassini, zajęła siedem kolejnych lat. Od misji sukcesu zależało wiele naukowych karier, dlatego 14 stycznia 2005 roku w pomieszczeniu kontroli lotu napięcie było olbrzymie.

- Gdyby Huygensowi się nie powiodło, to byłaby katastrofa. Mieliśmy świadomość, że przez 20 najbliższych lat nie weźmiemy Tytana na cel – mówi prof. John Zarnecki. Jego współpracownicy z Open University zaprojektowali dla próbnika najważniejsze instrumenty. Sam zaś próbnik ochrzczono imieniem XVII-wiecznego holenderskiego astronoma Christophera Huygensa, odkrywcy Tytana.

- Był też inny palący problem. Mówiliśmy o Tytanie jako o szalenie ciekawym miejscu, chcąc skłonić agencje kosmiczne do finansowania misji. W rzeczy samej dysponowaliśmy wtedy jedynie zapewnieniami teoretyków, że ta pomarańczowa, „wełnista” kula - jak nam się jawi na najlepszych zdjęciach - jest naprawdę ciekawa. Gdyby okazała się nudna, bylibyśmy w tarapatach.

I wtedy spłynęły dane. Już od pierwszych wyników, witanych w Darmstadt z olbrzymim aplauzem, było jasne, że sonda Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) spisuje się znakomicie. Do tego Tytan sprawiał wrażenie rzeczywiście bardzo ciekawego miejsca. Na zdjęciach widać linię wybrzeży znaczącą granice ciemnych jezior, których powierzchnia - jak stwierdzono - ma kruchą konsystencję. Jeden z badaczy porównał ją do przyrumienionej skorupki deseru creme brulee.

Od tego momentu naukowcy badali sygnały z Huygensa, wysyłane w trakcie 2,5-godzinnego opadania na spadochronie przez grubą, pomarańczową, bogatą w azot atmosferę Tytana. Danych było tyle, że ledwie mogłyby wypełnić zwykłą kartę pamięci, co czyni wyniki misji Huygensa jednymi z najdroższych, ale i najcenniejszych, jakie dotąd uzyskali naukowcy.

Jednocześnie sonda-matka Cassini nieprzerwanie omiata okiem kamery i czujkami radarów zasnuty oparami księżyc, poszukując najważniejszych cech jego powierzchni. Kompilacja obu grup danych odkrywa przed nami świat o wiele bardziej niezwykły, niż ktokolwiek kiedykolwiek przypuszczał.

- Są tam jeziora i morza, które czynią Tytana jedynym w Układzie Słonecznym poza Ziemią miejscem, które posiada duże, stałe zbiorniki płynów na powierzchni – zwraca uwagę Zarnecki. - Są też koryta rzek; wielkie pasma wydm; pogoda i meteorologia; złożone węglowodory – i co nas najbardziej pasjonuje, wyraźne oznaki, że pod powierzchnią Tytana kryje się ocean, potencjalne środowisko rozwoju prymitywnego życia. Tytan okazuje się być miejscem niewiarygodnym. To księżyc, który mógłby być planetą.

W rzeczywistości Tytan pod wieloma względami przypomina Ziemię -  z jednym, zasadniczym wyjątkiem. Jest niesamowicie mroźny, a jego atmosfera jest o 200 stopni zimniejsza niż nasza. Znajdując się dziesięć razy dalej od Słońca niż Ziemia, Tytan otrzymuje zaledwie setne części tego ciepła, jakim Słońce ogrzewa nasz świat. Na powierzchni Tytana może się znajdować złożony materiał organiczny, ale jest za zimno, by mogło z niego ewoluować życie.

Okazuje się, że rzeki, jeziora i morza na powierzchni księżyca nie gromadzą wody, ale metan, który na Tytanie odgrywa taką samą meteorologiczną rolę, jak u nas woda. Paruje on z wielkich mórz płynnego metanu, np. olbrzymiego Kraken Mare. Następnie skrapla się i spada jako metanowy deszcz, prowadząc nieraz do nagłych powodzi, które rzeźbią koryta rzek - podobne jak te dostrzeżone wcześniej przez kamery Huygensa.

- Na Ziemi woda przyjmuje trzy postaci: cieczy, pary i lodu – zauważa Zarnecki. - Tak samo jest z metanem na Tytanie. Stąd też jego rola jako motoru dla systemu pogodowego księżyca Saturna.

Jeśli chodzi o obecność na Tytanie złożonych węglowodorów, powstają one w górnych warstwach atmosfery. Właśnie tam słabe, ultrafioletowe promieniowanie Słońca rozkłada metan na cząsteczki, z których na nowo powstają węglowodory bardziej złożone, trochę podobne do benzyny. To one odpowiadają za większość oparów zasnuwających powierzchnię Tytana, podobnie jak smog w Los Angeles. Urządzenia na pokładzie Huygensa wykryły etan, acetylen i inne złożone cząsteczki węglowodorów – marzenie nafciarza. Owe węglowodory trafiają zatem na powierzchnię księżyca wraz z deszczem, choć grawitacja na Tytanie jest na tyle słaba, że oleiste krople mogą być o wiele większe niż nasze krople deszczu.

Morza i jeziora to nie wszystko. Ponieważ Huygens osiadł na powierzchni księżyca, obfotografował kamienisty krajobrazy - kamienie okazały się być bryłami lodu. To dowodzi, że na Tytanie jest obecna woda, w co najmniej jednej postaci.

Gdyby Tytan nie był tak mroźny, prawdopodobnie kipiałby życiem - tak bogate są jego zasoby surowej materii organicznej, sugerują naukowcy. W rzeczywistości księżyc ten jest zamarzniętą pozostałością po tworzeniu się młodego Układu Słonecznego. To ważne dla nauki, uważa Al Diaz z NASA, który współpracował z Europejczykami przy misji Huygensa. - Jest wehikułem czasu, który pozwala nam obserwować warunki, jakie dawniej istniały na młodej Ziemi – powiedział, kiedy Huygens przesłał swe dane.

Jak by nie było, księżyc ten może się jeszcze doczekać czasów, kiedy stanie się domem dla złożonych form życia. - Za kilka miliardów lat nasze Słońce rozszerzy się, stając się innym niż dziś rodzajem gwiazdy, tzw. czerwonym olbrzymem, i otoczy Ziemię płaszczem bardzo gorącej plazmy – opowiada Zarnecki. - Oceany wyparują, a Ziemia stanie się dla życia miejscem bardzo niegościnnym. A wtedy na Tytanie temperatury miło podskoczą – o kilkaset stopni. To tam będzie nowy Eden.

Dla tego scenariusza kluczowe są radarowe obserwacje sondy Cassini. Wynika z nich, że Tytan krąży wokół własnej osi w szalenie nieregularny sposób. - Wszystkie planety i księżyce mają pod tym względem drobne zaburzenia, także Ziemia – wyjaśnia Zarnecki. - U nas takie zjawisko wydłuża lub skraca dzień o jedną czy dwie mikrosekundy. Na Tytanie efekt ten jest o wiele większy, można więc sądzić, że pod jego powierzchnią kryje się ocean, który rozdziela skorupę i jądro księżyca. Taka warstwa działa jak płyn w olbrzymim łożysku, który pozwala skorupie i jądru Tytana kręcić się w różnym tempie, dając te nieregularności.

Dostępne dane każą podejrzewać, że płynną warstwę może tworzyć woda. Coś takiego miałoby niezwykłe konsekwencje – oceniają uczeni. Jądro Tytana jest prawdopodobnie gorące, dzięki czemu wewnętrzna warstwa wody nie musi być zamarznięta, a wręcz ciepła. I tu dopada nas wizja gęstej, węglowodorowej zupy, która przesącza się przez skorupę Tytana do ukrytego niżej oceanu.

- Te odkrycia czynią Tytana szalenie ciekawym z biologicznego punktu widzenia. Mamy całą masę związków organicznych na powierzchni i płynną wodę pod spodem. Czy mogą się one mieszać? Czy mieszają się od milionów lat? Inaczej mówiąc, czy w głębi Tytana żyją kolonie jakichś organizmów, spokojnie pełzających i wiodących pod powierzchnią beztroskie życie?

Nikogo nie dziwi, że taka wizja zaostrza apetyty naukowców na kolejną misję na Tytana. W planach było już kilka próbników, m.in. europejsko-amerykańska misja, która mogłaby tam zabrać sterowce i balony. W atmosferze księżyca, gęstszej od ziemskiej, i przy grawitacji stanowiącej jedną siódmą ziemskiej, miałyby one duże pole do popisu.

- Latanie nad Tytanem powinno być łatwe. Korzystając z obecnych tam wiatrów powinniśmy być w stanie oblecieć go w ciągu kilku tygodni, poszukując obiecujących miejsc do lądowania i dalszych badań – opowiada Zarnecki. - Na morzach z metanu można by też zwodować statki-roboty, i zostać pierwszymi pozaziemskimi marynarzami. Co jednak ważniejsze, moglibyśmy szukać, a może i odnaleźć na Tytanie ślady obecności prostej biologii. To byłoby czyste złoto.