Titan Uydusunda Neden Atmosfer ve Metan Gölleri var?

Güneş Sistemi’nde yaklaşık 150 uydu, 5 cüce gezegen ve 8 gezegen var ama Satürn’ün uydusu Titan dışındaki ayların atmosferi bulunmuyor. Cüce gezegenler içinde yalnızca Plüton’u kayda değer bir atmosfer sarıyor. Titan uydusunda ise hem azottan oluşan puslu ve kalın bir atmosfer hem de uydu yüzeyinde sıvı metan gölleri var. Peki neden diğer uyduların atmosferi, iklimi, hava olayları ve gölleri yok da bunlar sadece Titan’da var? Titan’ı özel kılan nedir? Bunun yanıtı Titan’ın oluşumunda yatıyor:

Titan uydusunda metan gölleri

Titan Güneş’e yaklaşık 1,44 milyar km uzakta olan Satürn yörüngesinde dönüyor. Yıldızımıza çok uzak olduğu için son derece soğuk oluyor. Gerçi -180 derecelik yüzey sıcaklığıyla neredeyse sıvı azot kadar soğuk olması size yeterli gelebilir ama Titan, Satürn’ün diğer uydusu Enceladus’un gecelerinin yanında sıcak kalıyor (-240° yerine sadece -180°). Bunun nedeni uydunun kalın atmosferidir. Bu atmosfere sahip olması da Titan hakkındaki en büyük gizemdir. Şansımıza bu gizem artık çözülüyor ki bilim insanları Titan atmosferinin kaynağının yavaşça pişen kuyrukluyıldızlar olduğunu buldular! 😮

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

 

Titan uydusunda pişen kuyrukluyıldızlar

Jüpiter ile Satürn gibi gaz devlerinin kütlesi o kadar büyüktür ki bunlar gezegen öncesi diskteki gazın büyük kısmını üstüne çekerek büyümüş ve devasa boyutlara erişmiştir. Oysa kendine uzaktan gaz çeken “gaz devlerinin” tersine diğer gezegenler ancak yörüngesine giren materyali yutarak büyüyebilir. Nitekim Güneş Sistemi’ni 4,6 milyar yıl önce oluşmasından bu yana Dünya ve Venüs volkanları gezegenlerin içinde sıkışan gazın büyük kısmını havaya püskürttü. Bu süreçte atmosferdeki hidrojen ve helyum gazının büyük kısmı yerçekiminden kolayca kurtularak uzaya kaçtı.

Öte yandan yanardağ püskürmeleri incelen atmosferi yeni kaynaklarla sürekli tazeledi. Öyle ki Dünya son 4,5 milyar yılda içerdiği suyun yüzde 25’ini kaybetti. Bu bağlamda Dünya okyanuslarını ve global yeraltı okyanusunu oluşturan suyun üçte ikisi Mars’la Jüpiter arasında yer alan asteroit kuşağından geldi. Titan ise bu konuda diğer gezegenlerden çok farklıdır:

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Titan uydusunda atmosfer kimyası

Dünya atmosferi büyük ölçüde oksijen ve azottan, Venüs’le Mars atmosferi karbondioksitten, Uranüs’le Neptün atmosferi de hidrojenle helyumdan oluşuyor. Buna karşın Titan atmosferi %95 azot ve %5 metan gazı içeriyor. Metan doğal gazın ana bileşenidir. Titan aynı zamanda kalın ve puslu atmosferi yüzünden Güneş Sistemi’nde yüzünü bizden saklayan ikinci gökcismidir. Bir de Venüs atmosferi var).

Neden sisli derseniz atmosferdeki azot, su buharı, metan ve etan Güneş’in morötesi ışınlarıyla kozmik ışınlara maruz kalınca tolin denilen organik bileşikler üretiyor. Bu da Titan atmosferinin puslu olmasına yol açıyor. Oysa asıl sorun da burada: Güneş ışınları metanı tolin oluşturmak için hızla parçalıyor. Öyle ki Titan atmosferinin sadece 20 milyon yılda tükenmesi gerekirdi. Öyleyse Jüpiter uydusu Ganymede’den sonra Güneş Sistemi’nin en büyük uydusu olan Titan atmosferini sürekli yenileyen bir şey olmalı.

Bu da işleri zorlaştırıyor. Sonuçta Titan atmosferini anlamak ve diğerlerinin neden atmosferi olmadığını açıklamak zorunda kalıyoruz. Öncelikle Titan uydusunda bulunan azotun büyük kısmı su buzu formunda kuyrukluyıldızlarla gelmiş olmalı. Kuyrukluyıldızlar irili ufaklı gözeneklerinde birçok uçucu madde barındırır ve bir cisme çarptığında bunları hedefin yüzeyine taşır. Titan atmosferinin bileşimine baktığımız zaman da genç uydunun su buzuyla birlikte amonyak da içeren milyarlarca kuyrukluyıldızın çarpmasıyla oluştuğunu görüyoruz.

Azot ve amonyak döngüsü

Azot içeren amonyak molekülleri (NH₃) zamanla Titan’ın yüzey buzullarından koparak atmosfere sızacak. Amonyağın parçalanmasıyla birlikte azot atmosfere karışacaktır. Bu süreç Callisto ve Ganymede’in neden atmosferi olmadığını da açıklıyor. Bir kere Jüpiter Güneş’e Satürn’den 2 kat daha yakın ve daha sıcak. Bu da kuyrukluyıldızların içerdiği amonyağın azot salmadan buharlaşarak uzaya kaçmasını kolaylaştırıyor. İkincisi Jüpiter’in yerçekimi çok güçlü ve Jüpiter çekimiyle uydulara yaklaşan kuyrukluyıldızlar o kadar hızlı çarpıyor ki buz parçaları uydularda kalmak yerine uzaya saçılıyor.

İlgili yazı: Buzul Çağı Nasıl Oluşur ve Ne Zaman Geri Gelecek?

 

Peki Titan uydusunda neden metan var?

Titan bir gün uzay turizminin odağı olursa en çekici yanı sıvı metan gölleri olacaktır. Oysa Titan atmosferini açıklayan azot döngüsü metanın Titan’a nasıl ulaştığını açıklamıyor. Şimdi diyeceksiniz ki “Kuyrukluyıldızlar metan da getirmiş hocam”. Oysa başta Halley olmak üzere bugüne dek incelediğimiz kuyrukluyıldızların büyük kısmı Titan atmosferindeki izotoplardan daha farklı hidrojen izotopları içeriyor. Bu da klasik kuyrukluyıldızların Titan’daki metanın kaynağı olamayacağını gösteriyor.

Öte yandan Avrupa Uzay Ajansı’nın (ESA) Rosetta (Reşit) sondası 2014 yılında 67P/Çuryumof-Gerasimenko kuyrukluyıldızını inceledi. Böylece 67P’nin %50 su buzu, %25 kaya ve %25 organik bileşiklerden oluştuğunu gördük. Bu cisim metan (CH₄) bileşeni karbon ve hidrojen atomlarının yanında bol azot da içeriyordu. Öyleyse Titan Güneş Sistemi’nde metan bileşeni ağırlıklı kuyrukluyıldızların büyük kısmını kendine çekmişti. Böylelikle sıvı metan göllerinin önünü açmıştı.

Bu da üçüncü gizemi oluşturuyor tabii: Titan’ın kimyasal bileşimi Satürn ve Jüpiter uydularından çok farklıdır. Öyleyse bu metan uydusunun Satürn yörüngesinde ne işi var? Sonuçta benzer uyduların aynı gaz bulutundan oluştuğunu varsayarız. Önceki yazıda belirttiğim gibi Titan gezegen öncesi diskte Satürn’den uzakta oluşmuş ve daha sonra Satürn’e göç ederek yerçekimine kapılmış olabilir. Buna karşın Titan’daki metanın kaynağını bulmakla sıvı metan göllerinin kaynağını bulmak iki ayrı şeydir. Metan yüzeye nasıl çıktı?

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

Titan uydusunda buz volkanları

Titan’a çarpan kuyrukluyıldızlar uydunun büyük ölçüde buzdan oluşması nedeniyle buzu eritip yeraltına, uydunun küçük kayalık çekirdeğine battı. İşte Titan’ın oluşumundan beri sıcaklığını koruyan bu çekirdek kuyrukluyıldız materyalini ısıtarak eritiyor. Kuyrukluyıldız materyalini adeta pişiriyor. Bu süreçte kuyrukluyıldız bileşiklerinde kimyasal tepkimelere yol açarak metan üretiyor (ya da metanı açığa çıkarıyor). Ardından buz volkanları Titan yüzeyine lav yerine metan gazıyla birlikte su püskürtüyor. Su anında donarak Titan’ın sert yüzeyini oluşturuyor. Sıfırın altında 180 derecede ve yüksek basınçta sıvılaşan metan ise Titan göllerini dolduruyor.

Elbette bu şimdilik sadece akla yatkın bir teori; çünkü Titan’da henüz buz volkanı izine rastlamadık. En basitinden sıvı metan doğrudan yüzeye çıkmak yerine yeraltı sarnıçlarında birikebilir. Dünya gezegeni kabuğunun altındaki magma depoları gibi… Volkanlardan rastgele püsküren sıvı metan Titan’da büyük ve istikrarlı metan gölleri oluşturmayabilir. Buna karşın yeraltı sarnıçları yüzey göllerini daha iyi besleyebilir. Peki bütün bunları yerinde öğrenmenin bir yolu var mı?

Evet! Bir aksilik olmazsa NASA 2027’de Titan’a Yusufçuk adlı bir helikopter göndermeyi planlıyor. Yusufçuk ağır olmasına karşın yoğun Titan atmosferinin kaldırma kuvvetinden yararlanarak uçacak. Bu sayede metan göllerinin yanına konarak metan sızan çatlakları inceleyecek. Siz de Satürn halkalarının nasıl oluştuğuna şimdi bakabilir ve Jüpiter çevresinde bulunan 12 yeni uyduyu görebilirsiniz. Satürn uydusu Enceladus ve Jüpiter uydusu Europa’da hayat olasılığını da inceleyebilirsiniz. Hatta hızınızı alamayarak Jüpiter gezegenini ikinci Güneş yaparsak ne olur diye sorabilirsiniz. Sağlıcakla ve bilimle kalın. 😊

İnsanlar Titan uydusunda yaşarsa

¹Contributions from Accreted Organics to Titan’s Atmosphere: New Insights fromCometary and Chondritic Data
²A corridor of exposed ice-rich bedrock across Titan’s tropical region
³Episodic outgassing as the origin of atmospheric methane on Titan
⁴On the origin of Titan’s atmosphere