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Composition of Titan's Surface from Cassini VIMS

McCord, T.B. und Hansen, G.B. und Buratti, B.J. und Clark, R.N. und Cruikshank, D.P. und D'Aversa, E. und Griffith, C.A. und Baines, K.H. und Brown, R.H. und Dalle Ore, C.M. und Filacchione, G. und Formisano, V. und Hibbitts, C.A. und Jaumann, R. und Lunine, J.I. und Nelson, R.M. und Sotin, C. (2006) Composition of Titan's Surface from Cassini VIMS. Planetary and Space Science, 54 (15), Seiten 1524-1539. Elsevier Ltd.. doi: 10.1016/j.pss.2006.06.007.

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Kurzfassung

Titan's bulk density along with Solar System formation models indicates considerable water as well as silicates as its major constituents. This satellite's dense atmosphere of nitrogen with methane is unique. Deposits or even oceans of organic compounds have been suggested to exist on Titan's solid surface due to UV-induced photochemistry in the atmosphere. Thus, the composition of the surface is a major piece of evidence needed to determine Titan's history. However, studies of the surface are hindered by the thick, absorbing, hazy and in some places cloudy atmosphere. Ground-based telescope investigations of the integral disk of Titan attempted to observe the surface albedo in spectral windows between methane absorptions by calculating and removing the haze effects. Their results were reported to be consistent with water ice on the surface that is contaminated with a small amount of dark material, perhaps organic material like tholin. We analyze here the recent Cassini Mission's visual and infrared mapping spectrometer (VIMS) observations that resolve regions on Titan. VIMS is able to see surface features and shows that there are spectral and therefore likely compositional units. By several methods, spectral albedo estimates within methane absorption windows between 0.75 and 5 μm were obtained for different surface units using VIMS image cubes from the Cassini-Huygens Titan T<sub>a</sub> encounter. Of the spots studied, there appears to be two compositional classes present that are associated with the lower albedo and the higher albedo materials, with some variety among the brighter regions. These were compared with spectra of several different candidate materials. Our results show that the spectrum of water ice contaminated with a darker material matches the reflectance of the lower albedo Titan regions if the spectral slope from 2.71 to 2.79 μm in the poorly understood 2.8-μm methane window is ignored. The spectra for brighter regions are not matched by the spectrum of water ice or unoxidized tholin, in pure form or in mixtures with sufficient ice or tholin present to allow the water ice or tholin spectral features to be discerned. We find that the 2.8-μm methane absorption window is complex and seems to consist of two weak subwindows at 2.7 and 2.8 μm that have unknown opacities. A ratio image at these two wavelengths reveals an anomalous region on Titan that has a reflectance unlike any material so far identified, but it is unclear how much the reflectances in these two subwindows pertain to the surface.

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Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Composition of Titan's Surface from Cassini VIMS
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
McCord, T.B.Space Science Inst., Wintrop WANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hansen, G.B.Dept. of E & Sp. Sci., U. of Washington, Seattle WA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Buratti, B.J.Jet Prop. Lab., Pasadena, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Clark, R.N.USGS, Denver Federal Center, Denver CO, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cruikshank, D.P.NASA Ames Res. Center, Astrophysics Branch, Moffett Field, CA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
D'Aversa, E.Istituto Fisica Spazio Interplanetario, CNR, Roma, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Griffith, C.A.Dept. Pl. Sci. and LPL, U. of AZ, Tucson AZNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Baines, K.H.Jet Prop. Lab., Pasadena CA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Brown, R.H.Dept. Pl. Sci. and LPL, U. of AZ, Tucson AZNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dalle Ore, C.M.NASA Ames Res. Center, Astrophysics Branch, Moffett Field, CA, USA; SETI Inst., Mountain View, CA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Filacchione, G.Istituto Fisica Spazio Interplanetario, CNR, Roma, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Formisano, V.Istituto Fisica Spazio Interplanetario, CNR, Roma, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hibbitts, C.A.Johns Hopkins U. Appl. Phys. Lab., Columbia MD, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jaumann, R.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lunine, J.I.Istituto Fisica Spazio Interplanetario, CNR, Roma, Italy; Dept. Pl. Sci and LPL, U. of AZ, Tucson AZNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nelson, R.M.Jet Prop. Lab. Pasadena CA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sotin, C.Univ. of Nantes Cedex, France and the Cassini VIMS TeamNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Dezember 2006
Erschienen in:Planetary and Space Science
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Ja
Band:54
DOI:10.1016/j.pss.2006.06.007
Seitenbereich:Seiten 1524-1539
Verlag:Elsevier Ltd.
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Saturnian system, Titan, Surface composition, Cassini, VIMS
HGF - Forschungsbereich:Verkehr und Weltraum (alt)
HGF - Programm:Weltraum (alt)
HGF - Programmthema:W EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Weltraum
DLR - Forschungsgebiet:W EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):W - Vorhaben CASSINI (alt)
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Planetengeologie
Hinterlegt von: Vogt, Irene
Hinterlegt am:22 Aug 2007
Letzte Änderung:22 Feb 2010 15:49

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