Η παρούσα διδακτορική διατριβή αφορά τη μελέτη των περιβαλλόντων του Τιτάνα και
του Εγκέλαδου, δορυφόρων του Κρόνου, μέσω της ανάλυσης δεδομένων που
ανακτήθηκαν από τη διαστημική αποστολή Cassini-Huygens. Αρχικά παρουσιάζεται η
επισκόπηση της γεωλογίας του Τιτάνα, με επίκεντρο τις γεωλογικές δομές και
διεργασίες και το συσχετισμό μεταξύ της ατμόσφαιρας, της επιφάνειας και του
εσωτερικού του δορυφόρου. Οι μορφοτεκτονικές δομές κατατάσσονται σε
συγκεκριμένες κατηγορίες βάσει γήινων μοντέλων σχηματισμού. Επιφανειακές
περιοχές του Τιτάνα, οι οποίες θεωρούνται συνδεδεμένες με το εσωτερικό,
συγκρίθηκαν με γεωφυσικά μοντέλα παλιρροιακής στρέβλωσης και διαπιστώθηκε ότι
συμπίπτουν σε σχέση με τη θέση, την επιφάνεια και την εσωτερική ενεργότητα. Ένα
δεύτερο μέρος της διδακτορικής διατριβής παρουσιάζει την ενδελεχή ανάλυση
συγκεκριμένων περιοχών του Τιτάνα –όπως αυτές καθορίζονται μέσω μιας
στατιστικής μεθόδου– με επίκεντρο την επιφανειακή ανακλαστικότητα που
παρουσιάζουν και τη χημική σύνθεση από την επεξεργασία δεδομένων του
φασματογράφου Cassini/VIMS (εγγύς υπέρυθρη περιοχή του φάσματος από 0,4 έως 5
micron). Η εφαρμογή ενός εκσυγχρονισμένου και state-of-the-art κώδικα μεταφοράς
ακτινοβολίας, επέδειξε τη φασματική συμπεριφορά και το εύρος της φωτεινότητας
αυτών των περιοχών. Η έρευνα τριών σημαντικών περιοχών, που έχουν προταθεί ως
υποψήφιες κρυοηφαιστειακές (Hotei Regio, Tui Regio και Sotra Patera),
παρουσίασε ενδείξεις χρονικής μεταβολής της επιφανειακής ανακλαστικότητας για
δύο από αυτές σε μια χρονική περίοδο από 1-3,5 χρόνια, υποδεικνύοντας δυναμικές
εξωγενείς - ενδογενείς διεργασίες, οι οποίες επηρεάζουν την επιφάνεια και είναι
συμβατές με φαινόμενα κρυοηφαιστεότητας στην περίπτωση της Sotra Patera.
Επίσης, οι διαδικασίες που σχηματίζουν την επιφάνεια του Εγκέλαδου
περιγράφονται λεπτομερειακά στη διατριβή. Σε ένα τρίτο μέρος, γήινα ανάλογα
επιφανειακών εμφανίσεων καθώς και διεργασιών παρουσιάζονται εκτεταμένα,
επισημαίνοντας ενδιαφέρουσες ομοιότητες και διαφορές μεταξύ της πυριτικής Γης
και των παγωμένων δορυφόρων. Οι αστροβιολογικές συσχετίσεις αυτής της εργασίας
διεξάγονται στο πλαίσιο της αναζήτησης περιβαλλόντων κατοικησιμότητας στο
εξωτερικό ηλιακό σύστημα. Όλες οι προαναφερθείσες μελέτες συνδέονται με την
προετοιμα
σία των μελλοντικών διαστημικών αποστολών και των οργάνων τους στα συστήματα
του Κρόνου και του Δία. Τέλος, συζητούνται οι δυνατότητες εκλαΐκευσης της
επιστήμης και οι προοπτικές που παρουσιάζει η συγκεκριμένη έρευνα.
(EL)
This thesis presents on the study of the environment of Titan and Enceladus,
Saturn’s satellites observed by the Cassini-Huygens mission. Various aspects of
the geology of Titan are presented focusing on the characteristics of the
surface geological features and processes,the internal structure and the
correlation with the atmosphere. The morphotectonic features are presented on
the basis of terrestrial models. Moreover, Titan areas probably correlated with
the interior are tested against a geophysical model of tidal distortion and
found to conform with localisation and internal dynamics. We then study the
surface albedo and composition of specific Titan areas (Hotei Regio, Tui Regio,
Sotra Patera) –determined by the PCA method- based on data from Cassini/VIMS
(0.4–5 μm) on which a radiative transfer code is applied with the most updated
spectroscopic parameters. Monitoring of these areas showed surface albedo
changes in the course of 1-3.5 yrs, implying dynamic exogenic-endogenic
processes that affect the surface and compatible with cryovolcanism in the case
of Sotra Patera. Processes that form the surface of Enceladus are also
discussed. In addition, the analogies with the Earth's surface and possible
internal processes on the icy satellites are being explored. The
astrobiological implications of this work are discussed within the framework of
the quest for habitable environments in our outer Solar system. These studies
are related to the preparation of future space missions to the systems of
Jupiter and Saturn and payload capability. Finally, public awareness and
perspectives of this research are discussed.
(EN)
Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
