Regn, hav och en yta av eroderande organiskt material kan hittas både på jorden och på Saturnus största måne, Titan. Dock, på Titan är det metan, inte vatten, som fyller sjöarna med slaskiga regndroppar.

När jag försöker hitta källan till Titans metan, University of Arizona-forskaren Caitlin Griffith och hennes team upptäckte något oväntat - ett långt iselement som sveper nästan halvvägs runt Titan.

Griffith, en professor i UA Lunar and Planetary Laboratory, är huvudförfattare på tidningen som publicerades idag i Natur astronomi .

På Titan, Atmosfäriska metanmolekyler bryts kontinuerligt isär av solljus. Det resulterande atmosfäriska diset lägger sig till ytan och ackumuleras som organiska sediment, snabbt utarmar atmosfärisk metan.

Denna organiska faner är gjord av materialet från tidigare atmosfärer.

Det finns ingen uppenbar källa till metan, förutom avdunstningen av metan från polarsjöarna. Men Titans sjöar innehåller bara en tredjedel av metanet i Titans atmosfär och kommer snart att förbrukas av geologiska tidsskalor.

En teori är att metanet skulle kunna tillföras av underjordiska reservoarer som släpper ut metan i atmosfären. Tidigare studier av Titan indikerar närvaron av en singulär region som kallas Sotra, som ser ut som en kryo-vulkan, med isiga flödesfunktioner.

Griffiths team satte sig för att studera sammansättningen av Titans yta, delvis i hopp om att hitta subtila små kryovulkankandidater. De analyserade hälften av Titans yta och ingen upptäcktes, men Sotra befanns vara exceptionellt genom att det uppvisar de starkaste isdragen.

Ändå var den stora isfunktionen som forskarna fann helt oväntad. Den består av en linjär iskorridor som omsluter 40 procent av Titans omkrets.

"Den här isiga korridoren är förbryllande, eftersom det inte korrelerar med några ytegenskaper eller mätningar av underytan, ", sa Griffith. "Med tanke på att vår studie och tidigare arbete indikerar att Titan för närvarande inte är vulkaniskt aktiv, spåret av korridoren är sannolikt en rest från det förflutna. Vi upptäcker denna funktion i branta sluttningar, men inte i alla backar. Detta tyder på att den isiga korridoren håller på att eroderas, potentiellt avslöjar närvaron av is och organiska skikt."

Teamets analys visar också på en mångfald av organiskt material i vissa regioner. Dessa ytavlagringar är av intresse eftersom laboratoriesimuleringar av Titans atmosfär producerar biologiskt intressanta föreningar som aminosyror.

Griffith analyserade tiotusentals spektrala bilder tagna av det översta lagret av ytan av Cassini's Visible and Infrared Mapping Spectrometer, med en metod som möjliggjorde detektering av svaga ytegenskaper.

Denna bedrift åstadkoms genom Griffiths tillämpning av huvudkomponentanalysen, eller PCA. Det gjorde det möjligt för henne att reta ut subtila egenskaper orsakade av is och organiska sediment på Titans yta från det allestädes närvarande diset och mer uppenbara ytegenskaper. Istället för att mäta ytegenskaperna individuellt för varje pixel i en bild, PCA använder alla pixlar för att känna igen de viktigaste och mer subtila signaturerna.

Griffiths team jämförde sina resultat med tidigare studier inklusive Huygens-sonden, som landade på Titan 2005. Jämförelsen validerade både tekniken och resultaten. Planer pågår för att använda tekniken för att utforska polerna där metanhav finns.

"Både Titan och jorden följde olika evolutionära vägar, och båda slutade med unika organiskt rika atmosfärer och ytor, " sade Griffth. "Men det är inte klart om Titan och jorden är vanliga ritningar av organiska kroppar eller två bland många möjliga organiskt rika världar."