ORGANIChESKOE VEShchESTVO V STRUKTURE TITANA: MODELI VNUTRENNEGO STROENIYa

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Титан, крупнейший спутник Сатурна, уникален в отношении своего состава, строения и истории формирования. Титан выделяется среди других тел Солнечной системы благодаря своей плотной азотно-метановой атмосфере с разнообразными органическими соединениями и поверхности, покрытой жидкими углеводородами. На основе космохимических и геофизических данных, уравнений состояния метеоритного вещества и Н2О (вода, водные льды) построены модели внутреннего строения Титана, сложенного веществом углистых (С1/СМ) и обыкновенных (L/LL) хондритов, при различном содержании органического материала (ОМ) низкой (ρОМ ~ 1.3–1.4 г/см3) и высокой (1.4 < ρОМ < 2.2 г/см3) плотности. В отсутствии ОМ реализуются трехслойные модели частично дифференцированного спутника с внешней водно-ледяной оболочкой, промежуточной каменно-ледяной мантией и внутренним С1/СМ или L/LL ядром. Наличие примеси ОМ с плотностью 1.3–1.8 г/см3 в хондритовом веществе Титана обеспечивает возможность перехода от трехслойных частично дифференцированных моделей спутника к двухслойным моделям полной дифференциации (без каменно-ледяной мантии) – структурам, свободным от ограничений на таяние мантийных льдов. Строение полностью дифференцированного Титана в общем случае включает: водно-ледяную оболочку с обязательным внутренним океаном и слоем частично подплавленных высокобарных льдов V–VI и центральное С1/СМ или L/LL хондритовое ядро радиусом ~2100 км. Такие модели без примеси ОМ не удовлетворяют условиям сохранения массы и момента инерции спутника; их согласованность с геофизическими ограничениями обусловлена присутствием ОМ в количестве 10–22 мас. % и 20–28 мас. % в С1/СМ и L/LL ядрах соответственно. Модели Титана с высокоплотным ОМ (ρОМ > 1.8 г/см3) не предполагают разделение ледяной и каменной компоненты, спутник остается дифференцированным частично. Полученные оценки содержания органического материала в Титане согласуются с таковыми для ряда других ледяных лун планет-гигантов и большинства объектов пояса Койпера, образовавшихся за снеговой линией. Это может указывать на общий резервуар материала-предшественника во внешней части Солнечной системы, а также позволяет предполагать потенциальную генетическую связь между космическими телами этого региона, что требует дальнейшего изучения.

About the authors

A. N. Dunaeva

Author for correspondence.
Email: dunaeva.an@gmail.com

V. A. Kronrod

Email: va_kronrod@mail.ru

O. L. Kuskov

Email: ol_kuskov@mail.ru

References

  1. Кусков О.Л., Дорофеева В.А., Кронрод В.А., Макалкин А.Б. Системы Юпитера и Сатурна. Формирование, состав и внутреннее строение крупных спутников. М.: Изд-во ЛКИ, 2009. 576 с.
  2. Alexander C.M.O’D. A common origin for organics in meteorites and comets: was it interstellar? // Proc. Int. Astron. Union, IAU Symp. “The Molecular Universe”. 2011. V. 7. № S280. P. 288–301. https://doi.org/10.1017/s1743921311025051
  3. Alexander C.M.O’D., Cody G.D., De Gregorio B.T., Nittler L.R., Stroud R.M. The nature, origin and modification of insoluble organic matter in chondrites, the major source of Earth’s C and N // Chemie der Erde – Geochemistry. 2017. V. 77. P. 227–256. https://doi.org/10.1016/j.chemer.2017.01.007
  4. Alibert Y., Mousis O. Formation of Titan in Saturn’s subnebula: constraints from Huygens probe measurements // Astron. and Astrophys. 2007. V. 465. P. 1051–1060. https://doi.org/10.1051/0004-6361:20066402
  5. Altwegg K. Cometary chemistry // Phys. Today. 2022. V. 75. № 1. P. 34–41. https://doi.org/10.1063/pt.3.4920
  6. Anderson S., Vernazza P., Brož M. Formation regions of CM and CI/CM chondrites: Saturn versus the primordial trans-Uranian disk // Proc. Ann. Meeting French Soc. Astron. and Astrophys. (SF2A). 2024. P. 413–417.
  7. Baland R.M., Tobie G., Lefevre A., Van Hoolst T. Titan’s internal structure inferred from its gravity field, shape, and rotation state // Icarus. 2014. V. 237. P. 29–41. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2014.04.007
  8. Bardyn A., Baklouti D., Cottin H., Fray N., Briois C., Paquette J., Stenzel O., Engrand C., Fischer H., and 17 co-authors. Carbon-rich dust in comet 67P/Churyumov-Gerasimenko measured by COSIMA/Rosetta // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2017. V. 469. Suppl_2. P. S712–S722. https://doi.org/10.1093/mnras/stx2640
  9. Barnes J.W., Turtle E.P., Trainer M.G., Lorenz R.D., MacKenzie S.M., Brinckerhoff W.B., Cable M.L., Ernst C.M., Freissinet C., and 17 co-authors. Science goals and objectives for the Dragonfly Titan rotorcraft relocatable lander // Planet. Sci. J. 2021. V. 2. № 4. ID 130. https://doi.org/10.3847/psj/abfdcf
  10. Barr A.C., Canup R.M. Constraints on gas giant satellite formation from the interior states of partially differentiated satellites // Icarus. 2008. V. 198. № 1. P. 163–177. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2008.07.004
  11. Barr A.C., Citron R.I., Canup R.M. Origin of a partially differentiated Titan // Icarus. 2010. V. 209. P. 858–862. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2008.07.004
  12. Barr A.C., Dobos V., Kiss L.L. Interior structures and tidal heating in the TRAPPIST-1 planets // Astron. and Astrophys. 2018. V. 613. ID A37. https://doi.org/10.1051/0004-6361/201731992
  13. Bertaux J.-L., Lallement R. Diffuse interstellar bands carriers and cometary organic material // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2017. V. 469. P. S646–S660. https://doi.org/10.1093/mnras/stx2231
  14. Bhatia G.K., Sahijpal S. Thermal evolution of trans‐Neptunian objects, icy satellites, and minor icy planets in the early Solar System // Meteoritics and Planet. Sci. 2017. V. 52. № 12. P. 2470–2490. https://doi.org/10.1111/maps.12952
  15. Bland P.A., Cressey G., Menzies O.N. Modal mineralogy of carbonaceous chondrites by X‐ray diffraction and Mössbauer spectroscopy // Meteoritics and Planet. Sci. 2004. V. 39. № 1. P. 3–16. https://doi.org/10.1111/j.1945-5100.2004.tb00046.x
  16. Brouwers M.G., Vazan A., Ormel C.W. How cores grow by pebble accretion-I. Direct core growth // Astron. and Astrophys. 2018. V. 611. ID A65. https://doi.org/10.1051/0004-6361/201731824
  17. Brownlee D., Joswiak D., Matrajt G. Overview of the rocky component of Wild 2 comet samples: Insight into the early Solar System, relationship with meteoritic materials and the differences between comets and asteroids // Meteoritics and Planet. Sci. 2012. V. 47. № 4. P. 453–470. https://doi.org/10.1111/j.1945-5100.2012.01339.x
  18. Buseck P.R., Hua X. Matrices of carbonaceous chondrite meteorites // Annu. Rev. Earth and Planet. Sci. 1993. V. 21. P. 255–305. https://doi.org/10.1146/annurev.ea.21.050193.001351
  19. Čadek O., Kalousová K., Kvorka J., Sotin C. The density structure of Titan’s outer ice shell // Icarus. 2021. V. 364. ID 114466. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2021.114466
  20. Campbell I.H., O’Neill H.St.C. Evidence against a chondritic Earth // Nature. 2012. V. 483. P. 553–558. https://doi.org/10.1038/nature10901
  21. Castillo-Rogez J.C., Lunine J.I. Evolution of Titan’s rocky core constrained by Cassini observations // Geophys. Res. Lett. 2010. V. 37. ID L20205. https://doi.org/10.1029/2010gl044398
  22. Charnay B., Tobie G., Lebonnois S., Lorenz R.D. Gravitational atmospheric tides as a probe of Titan’s interior: Application to Dragonfly // Astron. and Astrophys. 2022. V. 658. ID A108. https://doi.org/10.1051/0004-6361/202141898
  23. Cioria C., Mitri G. Model of the mineralogy of the deep interior of Triton // Icarus. 2022. V. 388. ID 115234. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2022.115234
  24. Consolmagno G.J., Britt D.T., Macke R.J. The significance of meteorite density and porosity // Geochemistry. 2008. V. 68. № 1. P. 1–29. https://doi.org/10.1016/j.chemer.2008.01.003
  25. Consolmagno G.J., Macke R.J., Rochette P., Britt D.T., Gattacceca J. Density, magnetic susceptibility, and the characterization of ordinary chondrite falls and showers // Meteoritics and Planet. Sci. 2006. V. 41. № 3. P. 331–342. https://doi.org/10.1111/j.1945-5100.2006.tb00466.x
  26. Corlies P., Hayes A.G., Birch S.P.D., Lorenz R., Stiles B.W., Kirk R., Poggiali V., Zebker H., Iess L. Titan’s topography and shape at the end of the Cassini mission // Geophys. Res. Lett. 2017. V. 44. № 23. P. 11,754–11,761. https://doi.org/10.1002/2017gl075518
  27. Coyette A., Baland R.M., Van Hoolst T. Variations in rotation rate and polar motion of a non-hydrostatic Titan // Icarus. 2018. V. 307. P. 83–105. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2018.02.003
  28. Czechowski L., Łosiak A. Early thermal history of Rhea: The role of serpentinization and liquid state convection // Acta Geophysica. 2016. V. 64. № 6. P. 2677–2716. https://doi.org/10.1515/acgeo-2016-0064
  29. Czechowski L., Witek P. Comparison of early evolutions of Mimas and Enceladus // Acta Geophysica. 2015. V. 63. № 3. P. 900–921. https://doi.org/10.1515/acgeo-2015-0024
  30. d’Ischia M., Manini P., Martins Z., Remusat L., Alexander C.M.O’D., Puzzarini C., Barone V., Saladino R. Insoluble organic matter in chondrites: Archetypal melanin-like PAH-based multifunctionality at the origin of life? // Phys. Life Rev. 2021. V. 37. P. 65–93. https://doi.org/10.1016/j.plrev.2021.03.002
  31. De Gregorio B.T., Stroud R.M., Nittler L.R., Alexander C.M.O’D., Kilcoyne A.D., Zega T.J. Isotopic anomalies in organic nanoglobules from Comet 81P/Wild 2: Comparison to Murchison nanoglobules and isotopic anomalies induced in terrestrial organics by electron irradiation // Geochim. et Cosmochim. Acta. 2010. V. 74. № 15. P. 4454–4470. https://doi.org/10.1016/j.gca.2010.05.010
  32. DeMeo F.E., Carry B. Solar System evolution from compositional mapping of the asteroid belt // Nature. 2014. V. 505. № 7485. P. 629–634. https://doi.org/10.1038/nature12908
  33. Dorofeeva V.A. Genesis of volatile components at Saturn’s regular satellites. Origin of Titan’s atmosphere // Geochem. Int. 2016. V. 54. № 1. P. 7–26. https://doi.org/10.1134/s0016702916010031
  34. Dorofeeva V.A. The role of radial transport in forming minor bodies of the outer Solar System // Sol. Syst. Res. 2022. V. 56. № 3. P. 168–182. https://doi.org/10.1134/s0038094622020034
  35. Dunaeva A.N., Antsyshkin D.V., Kuskov O.L. Phase diagram of H2O: Thermodynamic functions of the phase transitions of high-pressure ices // Sol. Syst. Res. 2010. V. 44. № 3. P. 202–222. https://doi.org/10.1134/s0038094610030044
  36. Dunaeva A.N., Kronrod V.A. Kuskov O.L. Models of Titan with water-ice shell, rock-ice mantle, and constraints on the rock-iron component composition // Dokl. Earth Sci. 2014. V. 454. P. 89–93. https://doi.org/10.1134/s1028334x14010188
  37. Dunaeva A.N., Kronrod V.A., Kuskov O.L. Physico-chemical models of the internal structure of partially differentiated Titan // Geochem. Int. 2016. V. 54. № 1. P. 27–47. https://doi.org/10.1134/s0016702916010043
  38. Durante D., Hemingway D.J., Racioppa P., Iess L., Stevenson D.J. Titan’s gravity field and interior structure after Cassini // Icarus. 2019. V. 326. P. 123–132. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2019.03.003
  39. Durham W.B., Pathare A.V., Stern L.A., Lenferink H.J. Mobility of icy sand packs, with application to Martian permafrost // Geophys. Res. Lett. 2009. V. 36. № 23. ID L23203. https://doi.org/10.1029/2009gl040392
  40. Fegley B. Chemical and physical processing of presolar materials in the Solar nebula and the implications for preservation of presolar materials in comets // Space Sci. Rev. 1999. V. 90. P. 239–252. https://doi.org/10.1007/978-94-011-4211-3_22
  41. Flynn G.J., Keller L.P., Feser M., Wirick S., Jacobsen C. The origin of organic matter in the solar system: Evidence from the interplanetary dust particles // Geochim. et Cosmochim. Acta. 2003. V. 67. № 24. P. 4791–4806. https://doi.org/10.1016/j.gca.2003.09.001
  42. Fortes A.D. Titan’s internal structure and the evolutionary consequences // Planet. and Space Sci. 2012. V. 60. P. 10–17. https://doi.org/10.1016/j.pss.2011.04.010
  43. Friedson A.J., Stevenson D.J. Viscosity of rock-ice mixtures and applications to the evolution of icy satellites // Icarus. 1983. V. 56. № 1. P. 1–14. https://doi.org/10.1016/0019-1035(83)90124-0
  44. Fries M., Steele A. Graphite whiskers in CV3 meteorites // Meteoritics and Planet. Sci. 2008. V. 320. № 5872. P. 91–93. https://doi.org/10.1126/science.1153578
  45. Gail H.P., Trieloff M. Spatial distribution of carbon dust in the early solar nebula and the carbon content of planetesimals // Astron. and Astrophys. 2017. V. 606. ID A16. https://doi.org/10.1051/0004-6361/201730480
  46. Gao P., Stevenson D.J. Nonhydrostatic effects and the determination of icy satellites’ moment of inertia // Icarus. 2013. V. 226. № 2. P. 1185–1191. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2013.07.034
  47. Gilliam A.E., Lerman A. Evolution of Titan׳ s major atmospheric gases and cooling since accretion // Planet. and Space Sci. 2014. V. 93. P. 41–53. https://doi.org/10.1016/j.pss.2014.07.005
  48. Glavin D.P., Alexander C.M.O’D., Aponte J.C., Dworkin J.P., Elsila J.E., Yabuta H. The origin and evolution of organic matter in carbonaceous chondrites and links to their parent bodies // Primitive Meteorites and Asteroids. 2018. V. 3. P. 205–271. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-813325-5.00003-3
  49. Goossens S., van Noort B., Mateo A., Mazarico E., van der Wal W. A low-density ocean inside Titan inferred from Cassini data // Nat. Astron. 2024. V. 8. P. 846–855. https://doi.org/10.1038/s41550-024-02253-4
  50. Gounelle M. The asteroid–comet continuum: In search of lost primitivity // Elements. 2011. V. 7. № 1. P. 29–34. https://doi.org/10.2113/gselements.7.1.29
  51. Grasset O., Sotin C., Deschamps F. On the internal structure and dynamics of Titan // Planet. and Space Sci. 2000. V. 48. № 7–8. P. 617–636. https://doi.org/10.1016/s0032-0633(00)00039-8
  52. Hemingway D., Nimmo F., Zebker H., Iess L. A rigid and weathered ice shell on Titan // Nature. 2013. V. 500. № 7464. P. 550–552. https://doi.org/10.1038/nature12400
  53. Hussmann H., Choblet G., Lainey V., Matson D.L., Sotin C., Tobie G., Van Hoolst T. Implications of rotation, orbital states, energy sources, and heat transport for internal processes in icy satellites // Space Sci. Rev. 2010. V. 153. № 1–4. P. 317–348. https://doi.org/10.1007/s11214-010-9636-0
  54. Idini B., Nimmo F. Resonant stratification in Titan’s global ocean // Planet. Sci. J. 2024. V. 5. № 1. ID 15. https://doi.org/10.3847/psj/ad11ef
  55. Iess L., Jacobson R.A., Ducci M., Stevenson D.J., Lunine J.I., Armstrong J.W., Asmar S.W., Racioppa P., Rappaport N.J., Tortora P. The tides of Titan // Science. 2012. V. 337. № 6093. P. 457–459. https://doi.org/10.1126/science.1219631
  56. Iess L., Rappaport N.J., Jacobson R.A., Racioppa P., Stevenson D.J., Tortora P., Armstrong J.W., Asmar S.W. Gravity field, shape, and moment of inertia of Titan // Science. 2010. V. 327. № 5971. P. 1367–1369. https://doi.org/10.1126/science.1182583
  57. Johansen A., Lambrechts M. Forming planets via pebble accretion // Ann. Rev. Earth and Planet. Sci. 2017. V. 45. P. 359–387. https://doi.org/10.1146/annurev-earth-063016-0226
  58. Journaux B., Brown J.M., Pakhomova A., Collings I.E., Petitgirard S., Espinoza P., Boffa Ballaran T., Vance S.D., Ott J., Cova F., Garbarino G., Hanfland M. Holistic approach for studying planetary hydrospheres: Gibbs representation of ices thermodynamics, elasticity, and the water phase diagram to 2,300 MPa // J. Geophys. Res.: Planets. 2020a. V. 125. ID e2019JE006176. https://doi.org/10.1029/2019je006176
  59. Journaux B., Kalousová K., Sotin C., Tobie G., Vance S., Saur J., Bollengier O., Noack L., Rückriemen-Bez T., Van Hoolst T., Soderlund K.M., Brown J.M. Large ocean worlds with high-pressure ices // Space Sci. Rev. 2020b. V. 216. ID 7. https://doi.org/10.1007/s11214-019-0633-7
  60. Kalousová K., Sotin C. Dynamics of Titan’s high-pressure ice layer // Earth and Planet. Sci. Lett. 2020. V. 545. ID 116416. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2020.116416
  61. Kaplan H.H., Simon A.A., Hamilton V.E., Thompson M.S., Sandford S.A., Barucci M.A., Lauretta D.S. Composition of organics on asteroid (101955) Bennu // Astron. and Astrophys. 2021. V. 653. ID L1. https://doi.org/10.1051/0004-6361/202141167
  62. Kikuchi S., Shibuya T., Abe M., Uematsu K. Experimental chondrite–water reactions under reducing and low-temperature hydrothermal conditions: Implications for incipient aqueous alteration in planetesimals // Geochim. et Cosmochim. Acta. 2022. V. 319. P. 151–167. https://doi.org/10.1016/j.gca.2021.11.006
  63. King A.J., Schofield P.F., Howard K.T., Russell S.S. Modal mineralogy of CI and CI-like chondrites by X-ray diffraction // Geochim. et Cosmochim. Acta. 2015. V. 165. P. 148–160. https://doi.org/10.1016/j.gca.2015.05.038
  64. Kronrod E.V., Kronrod V.A., Kuskov O.L. Modeling of the thermal evolution of the cores of icy giant satellites // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2021. V. 1191. ID 012019. doi: 10.1088/1757-899X/1191/1/012019.
  65. Kronrod V.A., Dunaeva A.N., Gudkova T.V., Kuskov O.L. Matching of models of the internal structure and thermal regime of partially differentiated Titan with gravity field // Sol. Syst. Res. 2020. V. 54. № 5. P. 405–419. https://doi.org/10.1134/s0038094620050044
  66. Kronrod V.A., Kuskov O.L. Chemical differentiation of the Galilean satellites of Jupiter: 1. Structure of the ice-water shell of Callisto // Geochem. Int. 2003. V. 41. № 9. P. 881–896.
  67. Kronrod V.A., Kuskov O.L. Chemical differentiation of the Galilean satellites of Jupiter: 4. Isochemical models for the compositions of Io, Europa, and Ganymede // Geochem. Int. 2006. V. 44. P. 529–546. https://doi.org/10.1134/s0016702906060012
  68. Kuramoto K., Matsui T. Formation of a hot proto‐atmosphere on the accreting giant icy satellite: Implications for the origin and evolution of Titan, Ganymede, and Callisto // J. Geophys. Res.: Planets. 1994. V. 99. № E10. P. 21183–21200. https://doi.org/10.1029/94je01864
  69. Kuskov O.L., Kronrod V.A. Core sizes and internal structure of the Earth’s and Jupiter’s satellites // Icarus. 2001. V. 151. P. 204–227. https://doi.org/10.1006/icar.2001.6611
  70. Kuskov O.L., Kronrod V.A. Models of the internal structure of Callisto // Sol. Syst. Res. 2005a. V. 39. P. 283–301. https://doi.org/10.1007/s11208-005-0043-0
  71. Kuskov O.L., Kronrod V.A. Internal structure of Europa and Callisto // Icarus. 2005b. V. 177. P. 550–569. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2005.04.014
  72. Kuskov O.L., Kronrod V.A. Resemblance and difference between constitution of the Moon and Io // Planet. and Space Sci. 2000. V. 48. P. 717–726. https://doi.org/10.1016/s0032-0633(00)00034-9
  73. Lambrechts M., Johansen A. Forming the cores of giant planets from the radial pebble flux in protoplanetary discs // Astron. and Astrophys. 2014. V. 572. ID A107. https://doi.org/10.1051/0004-6361/201424343
  74. Langevin Y., Kissel J., Bertaux J.-L., Chassefière, E. First statistical analysis of 5000 mass spectra of cometary grains obtained by PUMA I (Vega l) and PIA (Giotto) impact ionization mass spectrometers in the compressed modes // Astron. and Astrophys. 1987. V. 187. P. 761–766. https://doi.org/10.1007/978-3-642-82971-0_130
  75. Lauretta D.S., Connolly (Jr) H.C., Aebersold J.E., Alexander C.M.O’D., Ballouz R.L., Barnes J.J., and 48 co-authors, and OSIRIS‐REx Sample Analysis Team. Asteroid (101955) Bennu in the laboratory: Properties of the sample collected by OSIRIS‐Rex // Meteoritics and Planet. Sci. 2024. V. 59. № 9. P. 2453–2486. https://doi.org/10.1111/maps.14227
  76. Lefevre A., Tobie G., Choblet G., Cadek O. Structure and dynamics of Titan’s outer icy shell constrained from Cassini data // Icarus. 2014. V. 237. P. 16–28. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2014.04.006
  77. Levasseur-Regourd A.C., Agarwal J., Cottin H., Engrand C., Flynn G., Fulle M., Gombosi T., Langevin Y., Lasue J. Mannel T., and 4 co-authors. Cometary dust // Space Sci. Rev. 2018. V. 214. № 3. ID 64. https://doi.org/10.1007/s11214-018-0496-3
  78. Lodders K., Osborne R. Perspectives on the comet-asteroid-meteorite link // Space Sci. Rev. 1999. V. 90. № 1. P. 289–297. https://doi.org/10.1007/978-94-011-4211-3_26
  79. Lopes R.M.C., Wall S.D., Elachi C., Birch S.P.D., Corlies P., Coustenis A., Hayes A.G., Hofgartner J.D., Janssen M.A., Kirk R.L., and 38 co-authors. Titan as revealed by the Cassini radar // Space Sci. Rev. 2019. V. 215. № 4. ID 33. https://doi.org/10.1007/s11214-019-0598-6
  80. Lorenz R.D., Le Gall A. Schumann resonance on titan: A critical Re-assessment // Icarus. 2020. V. 351. ID 113942. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2020.113942
  81. Lorenz R.D. Thermodynamics of geysers: Application to Titan // Icarus. 2002. V. 156. № 1. P. 176–183. https://doi.org/10.1006/icar.2001.6779
  82. Lorenz R.D., Turtle E.P., Barnes J.W., Trainer M.G., Adams D.S., Hibbard K.E., Sheldon C.Z., Zacny K., Peplowski P.N. and 9 co-authors. Dragonfly: A rotorcraft lander concept for scientific exploration at Titan // Johns Hopkins APL Technical Digest. 2018. V. 34. № 3. P. 374–387.
  83. Lu Q., Ali I., Li J. Prediction of properties from first principles with quantitative accuracy: six representative ice phases // New J. Chem. 2020. V. 44. P. 21012–21020. https://doi.org/10.1039/d0nj04687f
  84. Lunine J.L. Origin of water ice in the Solar System // Meteorites and the Early Solar System II / Eds: Lauretta D.S., McSween (Jr) H.Y. Tucson: Univ. Arizona Press, 2006. P. 309–320. https://doi.org/10.2307/j.ctv1v7zdmm.21
  85. Macke R.J., Consolmagno G.J., Britt D.T. Density, porosity, and magnetic susceptibility of carbonaceous chondrites // Meteoritics and Planet. Sci. 2011. V. 46. № 12. P. 1842–1862. https://doi.org/10.1111/j.1945-5100.2011.01298.x
  86. MacKenzie S.M., Birch S.P., Hörst S., Sotin C., Barth E., Lora J.M., Trainer M.G., Corlies P., Malaska M.J., Sciamma-O’Brien E., and 23 co-authors. Titan: Earth-like on the outside, ocean world on the inside // Planet. Sci. J. 2021. V. 2. № 3. ID 112. https://doi.org/10.3847/psj/abf7c9
  87. Makalkin A.B., Dorofeeva V.A. Accretion disks around Jupiter and Saturn at the stage of regular satellite formation // Sol. Syst. Res. 2014. V. 48. № 1. P. 62–78. https://doi.org/10.1134/s0038094614010067
  88. Malamud U., Prialnik D. Modeling Kuiper belt objects Charon, Orcus and Salacia by means of a new equation of state for porous icy bodies // Icarus. 2015. V. 246. P. 21–36. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2014.02.027
  89. Marov M.Y. Astronomical and cosmochemical aspects of the life origin problem // Astron. Rep. 2023. V. 67. P. 764–789. https://doi.org/10.1134/s1063772923080073
  90. Matrajt G., Messenger S., Brownlee D., Joswiak D. Diverse forms of primordial organic matter identified in interplanetary dust particles // Meteoritics and Planet. Sci. 2012. V. 47. № 4. P. 525–549. https://doi.org/10.1111/j.1945-5100.2011.01310.x
  91. McDonough W.F., Sun S. The composition of the Earth // Chem. Geol. 1995. V. 120. P. 223–253. https://doi.org/10.1016/0009-2541(94)00140-4
  92. McKinnon W.B., Simonelli D.P., Schubert G. Composition, internal structure, and thermal evolution of Pluto and Charon // Pluto and Charon. Tucson: Univ. Arizona Press, 1997. P. 295–344.
  93. McKinnon W.B., Stern S.A., Weaver H.A., Nimmo F., Bierson C.J., Cook J.C., Grundy W.M., Cruikshank D.P., Parker A.H., Moore J.M., and 4 co-authors, the New Horizons Geology, Geophysics & Imaging and Composition Theme Teams. Origin of the Pluto–Charon system: Constraints from the New Horizons flyby // Icarus. 2017. V. 287. P. 2–11. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2016.11.019
  94. McSween H.Y., Bennett M.E., Jarosewich E. The mineralogy of ordinary chondrites and implications for asteroid spectrophotometry // Icarus. 1991. V. 90. № 1. P. 107–116. https://doi.org/10.1016/0019-1035(91)90072-2
  95. Militzer B., Hubbard W.B., Vorberger J., Tamblyn I., Bonev S.A. A massive core in Jupiter predicted from first-principles simulations // Astrophys. J. 2008. V. 688. № 1. P. L45–L48. https://doi.org/10.1086/594364
  96. Miller K.E., Glein C.R., Waite J.H. Contributions from accreted organics to Titan’s atmosphere: new insights from cometary and chondritic data // Astrophys. J. 2019. V. 871. № 1. ID 59. https://doi.org/10.3847/1538-4357/aaf561
  97. Mitri G., Meriggiola R., Hayes A., Lefevre A., Tobie G., Genova A., Zebker H. Shape, topography, gravity anomalies and tidal deformation of Titan // Icarus. 2014. V. 236. P. 169–177. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2014.03.018
  98. Mitri G., Showman A.P. Thermal convection in ice-I shells of Titan and Enceladus // Icarus. 2008. V. 193. P. 387–396. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2007.07.016
  99. Monteux J., Tobie G., Choblet G., Le Feuvre M. Can large icy moons accrete undifferentiated? // Icarus. 2014. V. 237. P. 377–387. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2014.04.041
  100. Morbidelli A., Lambrechts M., Jacobson S., Bitsch B. The great dichotomy of the Solar System: Small terrestrial embryos and massive giant planet cores // Icarus. 2015. V. 258. P. 418–429. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2015.06.003
  101. Mueller S., McKinnon W.B. Three-layered models of Ganymede and Callisto: Compositions, structures, and aspects of evolution // Icarus. 1988. V. 76. № 3. P. 437–464. https://doi.org/10.1016/0019-1035(88)90014-0
  102. Nagel K., Breuer D., Spohn T. A model for the interior structure, evolution, and differentiation of Callisto // Icarus. 2004. V. 169. № 2. P. 402–412. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2003.12.019
  103. Néri A., Guyot F., Reynard B., Sotin C. A carbonaceous chondrite and cometary origin for icy moons of Jupiter and Saturn // Earth and Planet. Sci. Lett. 2020. V. 530. ID 115920. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2019.115920
  104. Neumann W., Kruse A. Differentiation of Enceladus and retention of a porous core // Astrophys. J. 2019. V. 882. № 1. ID 47. https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab2fcf
  105. Nguyen A.N., Mane P., Keller L.P., Piani L., Abe Y., Aléon J., Alexander C.M.O’D., Amari S., Amelin Y. and 83 co-authors. Abundant presolar grains and primordial organics preserved in carbon-rich exogenous clasts in asteroid Ryugu // Sci. Adv. 2023. V. 9. № 28. ID adh1003. https://doi.org/10.1126/sciadv.adh1003
  106. Nimmo F., Bills B.G. Shell thickness variations and the long wavelength topography of Titan // Icarus. 2010. V. 208. P. 896–904. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2010.02.020
  107. Nimmo F., Pappalardo R.T. Ocean worlds in the outer Solar System // J. Geophys. Res.: Planets. 2016. V. 121. № 8. P. 1378–1399. https://doi.org/10.1002/2016je005081
  108. Nogueira E., Brasser R., Gomes R. Reassessing the origin of Triton // Icarus. 2011. V. 214. № 1. Р. 113–130. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2011.05.003
  109. Nuth J.A., Johnson N.M., Ferguson F.T., Carayon A. Gas/solid carbon branching ratios in surface‐mediated reactions and the incorporation of carbonaceous material into planetesimals // Meteoritics and Planet. Sci. 2016. V. 51. № 7. P. 1310–1322. https://doi.org/10.1111/maps.12666
  110. Nuth J.A., Kimura Y., Lucas C., Ferguson F., Johnson N.M. The formation of graphite whiskers in the primitive solar nebula // Astrophys. J. Lett. 2010. V. 710. № 1. P. L98–L101. https://doi.org/10.1088/2041-8205/710/1/l98
  111. O’Rourke J.G., Stevenson D.J. Stability of ice/rock mixtures with application to a partially differentiated Titan // Icarus. 2014. V. 227. P. 67–77. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2013.09.010
  112. Peale S.J., Canup R.M. The origin of the natural satellites // Treatise on Geophysics, 2nd edition. V. 10 / Ed.: Schubert G. 2015, Oxford: Elsevier. P. 559–604. https://doi.org/10.1016/b978-0-444-53802-4.00177-9
  113. Prinn R.G., Fegley (Jr) B. Kinetic inhibition of CO and N2 reduction in circumplanetary nebulae-Implications for satellite composition // Astrophys. J. 1981. V. 249. P. 308–317. https://doi.org/10.1086/159289
  114. Raymond S.N., Izidoro A. Origin of water in the inner Solar System: Planetesimals scattered inward during Jupiter and Saturn’s rapid gas accretion // Icarus. 2017. V. 297. P. 134–148. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2017.06.030
  115. Reynard B., Sotin C. Carbon-rich icy moons and dwarf planets // Earth and Planet. Sci. Lett. 2023. V. 612. ID 118172. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2023.118172
  116. Reynard B., Sotin C. Density of Uranus moons: Evidence for ice/rock fractionation during planetary accretion // Icarus. 2025. V. 425. ID 116354. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2024.116354
  117. Ruedas T. Radioactive heat production of six geologically important nuclides // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2017. V. 18. № 9. P. 3530–3541. https://doi.org/10.1002/2017gc006997
  118. Scott H.P., Williams Q., Ryerson F.J. Experimental constraints on the chemical evolution of large icy satellites // Earth and Planet. Sci. Lett. 2002. V. 203. № 1. P. 399–412. https://doi.org/10.1016/s0012-821x(02)00850-6
  119. Sohl F., Solomonidou A., Wagner F.W., Coustenis A., Hussmann H., Schulze-Makuch D. Structural and tidal models of Titan and inferences on cryovolcanism // J. Geophys. Res.: Planets. 2014. V. 119. № 5. P. 1013–1036. https://doi.org/10.1002/2013je004512
  120. Sotin C., Kalousová K., Tobie G. Titan’s interior structure and dynamics after the Cassini-Huygens mission // Ann. Rev. Earth and Planet. Sci. 2021. V. 49. P. 579–607. https://doi.org/10.1146/annurev-earth-072920-052847
  121. Spitzer F., Kleine T., Burkhardt C., Hopp T., Yokoyama T., Abe Y., Aléon J., Alexander C.M.O’D., Amari S., Amelin Y., and 81 co-authors. The Ni isotopic composition of Ryugu reveals a common accretion region for carbonaceous chondrites // Sci. Adv. 2024. V. 10. № 39. ID adp2426. https://doi.org/10.1126/sciadv.adp2426
  122. Tobie G., Gautier D., Hersant F. Titan’s bulk composition constrained by Cassini-Huygens: implication for internal outgassing // Astrophys. J. 2012. V. 752. № 2. ID 125. https://doi.org/10.1088/0004-637x/752/2/125
  123. Tobie G., Lunine J.I., Monteux J., Mousis O., Nimmo F. The origin and evolution of Titan // Titan: Interior, Surface, Atmopshere and Space Environment / Eds: Muller-Wordag I., Griffith C.A., Lellouch E., Cravens T.E. Cambridge UK: Cambirdge Univ. Press, 2014a. P. 29–262. https://doi.org/10.1017/cbo9780511667398.004
  124. Tobie G., Teanby N.A., Coustenis A., Jaumann R., Raulin F., Schmidt J., Carrasco N., Coates A.J., Cordier D., De Kok R., and 21 co-authors. Science goals and mission concept for the future exploration of Titan and Enceladus // Planet. and Space Sci. 2014b. V. 104. P. 59–77. https://doi.org/10.1016/j.pss.2014.10.002
  125. Tomeoka K., McSween H.Y., Buseck P.R. Mineralogical alteration of CM carbonaceous chondrites: A review // Proc. NIPR Symp. Antarct. Meteorites. 1989. V. 2. P. 221–234.
  126. Trinh K.T., Bierson C.J., O’Rourke J.G. Slow evolution of Europa’s interior: Metamorphic ocean origin, delayed metallic core formation, and limited seafloor volcanism // Sci. Adv. 2023. V. 9. № 24. ID adf3955. https://doi.org/10.1126/sciadv.adf3955
  127. Vinogradoff V., Le Guillou C., Bernard S., Binet L., Cartigny P., Brearley A.J., Remusat L. Paris vs. Murchison: Impact of hydrothermal alteration on organic matter in CM chondrites // Geochim. et Cosmochim. Acta. 2017. V. 212. P. 234–252. https://doi.org/10.1016/j.gca.2017.06.009
  128. Wakita S., Sekiya M. Thermal evolution of icy planetesimals in the solar nebula // Earth, Planets and Space. 2011. V. 63. № 12. P. 1193–1206. https://doi.org/10.5047/eps.2011.08.012
  129. Walsh K.J., Morbidelli A., Raymond S.N., O’Brien D.P., Mandell A.M. A low mass for Mars from Jupiter’s early gas-driven migration // Nature. 2011. V. 475. P. 206–209. https://doi.org/10.1038/nature10201
  130. Wasson J.T., Kallemeyn G.W. Compositions of chondrites // Phil. Trans. Roy. Soc. London. Ser. A. 1988. V. 325. № 1587. P. 535–544. https://doi.org/10.1098/rsta.1988.0066
  131. Weissman P., Morbidelli A., Davidsson B., Blum J. Origin and evolution of cometary nuclei // Space Sci. Rev. 2020. V. 216. ID 6. https://doi.org/10.1007/s11214-019-0625-7
  132. Yabuta H., Cody G.D., Engrand C., Kebukawa Y., De Gregorio B., Bonal L., Remusat L., Stroud R., Quirico E., Nittler L., and 120 co-authors. Macromolecular organic matter in samples of the asteroid (162173) Ryugu // Science. 2023. V. 379. № 6634. ID abn9057. https://doi.org/10.1126/science.abn9057
  133. Zandanel A., Hellmann R., Truche L., Roddatis V., Mermoux M., Choblet G., Tobie G. Geologically rapid aqueous mineral alteration at subfreezing temperatures in icy worlds // Nature Astron. 2022. V. 6. № 5. P. 554–559. https://doi.org/10.1038/s41550-022-01613-2
  134. Zolotov M.Y. The composition and structure of Ceres’ interior // Icarus. 2020. V. 335. ID 113404. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2019.113404

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».