Η διεθνής αποστολή Cassini αποκάλυψε ότι ένα γιγάντιο, τοξικό σύννεφο πάνω από το νότιο πόλο του Τιτάνα.
Οι επιστήμονες αναλύοντας τα δεδομένα από την αποστολή διαπίστωσαν ότι αυτή η γιγαντιαία πολική δίνη περιέχει κατεψυγμένα σωματίδια των τοξικών κυανιούχων ενώσεων υδρογόνου.
«Η ανακάλυψη δείχνει ότι η ατμόσφαιρα του νοτίου ημισφαιρίου του Τιτάνα ψύχεται πολύ πιο γρήγορα από όσο περιμέναμε», λέει ο Remco de Kok του Παρατηρητηρίου Leiden και του Ολλανδικού Ινστιτούτου Διαστημικών Ερευνών SRON, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύεται στο περιοδικό Nature.
Σε αντίθεση με οποιοδήποτε άλλο φεγγάρι στο Ηλιακό Σύστημα, ο Τιτάνας καλύπτεται από μια πυκνή ατμόσφαιρα όπου κυριαρχεί το άζωτο, με μικρές ποσότητες μεθανίου και άλλων αερίων σε ίχνη. Σχεδόν 10 φορές μακρύτερα από τον Ήλιο από όσο η Γη, ο Τιτάνας είναι πολύ κρύος, επιτρέποντας το μεθάνιο και άλλοι υδρογονάνθρακες να μετατρέπονται σε βροχή στην επιφάνειά του σχηματίζοντας τα ποτάμια και τις λίμνες.
«Η ανακάλυψη δείχνει ότι η ατμόσφαιρα του νοτίου ημισφαιρίου του Τιτάνα ψύχεται πολύ πιο γρήγορα από όσο περιμέναμε», λέει ο Remco de Kok του Παρατηρητηρίου Leiden και του Ολλανδικού Ινστιτούτου Διαστημικών Ερευνών SRON, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύεται στο περιοδικό Nature.
Σε αντίθεση με οποιοδήποτε άλλο φεγγάρι στο Ηλιακό Σύστημα, ο Τιτάνας καλύπτεται από μια πυκνή ατμόσφαιρα όπου κυριαρχεί το άζωτο, με μικρές ποσότητες μεθανίου και άλλων αερίων σε ίχνη. Σχεδόν 10 φορές μακρύτερα από τον Ήλιο από όσο η Γη, ο Τιτάνας είναι πολύ κρύος, επιτρέποντας το μεθάνιο και άλλοι υδρογονάνθρακες να μετατρέπονται σε βροχή στην επιφάνειά του σχηματίζοντας τα ποτάμια και τις λίμνες.
Όπως η Γη, ο Τιτάνας βιώνει εποχές κατά τη διάρκεια της 29 ετών τροχιάς του γύρω από τον Ήλιο μαζί με τον Κρόνο. Κάθε μία από τις τέσσερις εποχές διαρκεί περίπου επτά γήινα χρόνια και η πιο πρόσφατη εποχιακή αλλαγή συνέβη το 2009, όταν το νότιο ημισφαίριο μετέβει από το καλοκαίρι στο φθινόπωρο.
Τον Μάιο του 2012, εικόνες από το Cassini αποκάλυψαν ένα τεράστιο σύννεφο να στροβιλίζεται αρκετές εκατοντάδες χιλιόμετρα σε όλη την έκτασή του, παίρνοντας μορφή στο νότιο πόλο.
Αυτή η πολική δίνη φαίνεται να είναι ένα αποτέλεσμα της αλλαγής της εποχής, με μεγάλες ποσότητες αέρα που θερμαίνεται από την ηλιακή ακτινοβολία κατά τη διάρκεια της άνοιξης στο βορρά και ρέοντας προς το νότιο ημισφαίριο.
Μια αινιγματική λεπτομέρεια σχετικά με αυτό στροβιλιζόμενο σύννεφο είναι το ύψος του, περίπου 300 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια του Τιτάνα, όπου οι επιστήμονες πίστευαν ότι ήταν πάρα πολύ ζεστά ώστε να σχηματιστούν σύννεφα.
«Πραγματικά δεν περιμέναμε να δούμε ένα τέτοιο τεράστιο σύννεφο τόσο ψηλά στην ατμόσφαιρα», λέει ο Δρ de Kok.
Τον Μάιο του 2012, εικόνες από το Cassini αποκάλυψαν ένα τεράστιο σύννεφο να στροβιλίζεται αρκετές εκατοντάδες χιλιόμετρα σε όλη την έκτασή του, παίρνοντας μορφή στο νότιο πόλο.
Αυτή η πολική δίνη φαίνεται να είναι ένα αποτέλεσμα της αλλαγής της εποχής, με μεγάλες ποσότητες αέρα που θερμαίνεται από την ηλιακή ακτινοβολία κατά τη διάρκεια της άνοιξης στο βορρά και ρέοντας προς το νότιο ημισφαίριο.
Μια αινιγματική λεπτομέρεια σχετικά με αυτό στροβιλιζόμενο σύννεφο είναι το ύψος του, περίπου 300 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια του Τιτάνα, όπου οι επιστήμονες πίστευαν ότι ήταν πάρα πολύ ζεστά ώστε να σχηματιστούν σύννεφα.
«Πραγματικά δεν περιμέναμε να δούμε ένα τέτοιο τεράστιο σύννεφο τόσο ψηλά στην ατμόσφαιρα», λέει ο Δρ de Kok.
Η αλλαγή των εποχών στον Τιτάνα
Θέλοντας να καταλάβουν τι θα μπορούσε να προκαλέσει αυτό το μυστηριώδες σύννεφο, οι επιστήμονες στράφηκαν προς τα πλούσια δεδομένα του Cassini. Μετά από προσεκτική εξέταση, βρήκαν μια σημαντική ένδειξη στο φάσμα του ηλιακού φωτός που ανακλάται από την ατμόσφαιρα του Τιτάνα.
Ένα φάσμα χωρίζει το φως από ένα ουράνιο σώμα στα συστατικά χρώματά του, αποκαλύπτοντας τις υπογραφές των στοιχείων και των μορίων που είναι παρόντα. Το Οπτικό και Υπέρυθρο Φασματόμετρο Χαρτογράφησης του Cassini λαμβάνει φάσματα σε πολλά διαφορετικά σημεία στον Τιτάνα, χαρτογραφώντας την κατανομή των χημικών ενώσεων στην ατμόσφαιρα και την επιφάνεια του.
«Το φως που προέρχεται από την πολική δίνη έδειξε μια αξιοσημείωτη διαφορά σε σχέση με άλλα τμήματα της ατμόσφαιρας του Τιτάνα,» λέει ο Δρ de Kok. "Θα μπορούσαμε να δούμε ξεκάθαρα την υπογραφή των κατεψυγμένων μορίων υδροκυανίου - HCN".
Ως αέριο, το HCN είναι ένα από τα μόρια που υπάρχουν σε μικρές ποσότητες στην πλούσια σε άζωτο ατμόσφαιρα του Τιτάνα. Ωστόσο, η εξεύρεση αυτών των μορίων υπό τη μορφή πάγου ήταν πολύ αναπάντεχη, καθότι το HCN μπορεί να συμπυκνώνεται για να σχηματίσει κατεψυγμένα σωματίδια μόνο αν η ατμόσφαιρα είναι τόσο κρύα όσο -148ºC.
«Αυτό είναι περίπου 100ºC ψυχρότερα από τις προβλέψεις από τα τρέχοντα θεωρητικά μοντέλα της ανώτερης ατμόσφαιρας του Τιτάνα,» εξηγεί ο συνεργάτης συγγραφέας της επιστημονική εργασίας Nick Teanby από το Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ, Ηνωμένο Βασίλειο.
Ένα φάσμα χωρίζει το φως από ένα ουράνιο σώμα στα συστατικά χρώματά του, αποκαλύπτοντας τις υπογραφές των στοιχείων και των μορίων που είναι παρόντα. Το Οπτικό και Υπέρυθρο Φασματόμετρο Χαρτογράφησης του Cassini λαμβάνει φάσματα σε πολλά διαφορετικά σημεία στον Τιτάνα, χαρτογραφώντας την κατανομή των χημικών ενώσεων στην ατμόσφαιρα και την επιφάνεια του.
«Το φως που προέρχεται από την πολική δίνη έδειξε μια αξιοσημείωτη διαφορά σε σχέση με άλλα τμήματα της ατμόσφαιρας του Τιτάνα,» λέει ο Δρ de Kok. "Θα μπορούσαμε να δούμε ξεκάθαρα την υπογραφή των κατεψυγμένων μορίων υδροκυανίου - HCN".
Ως αέριο, το HCN είναι ένα από τα μόρια που υπάρχουν σε μικρές ποσότητες στην πλούσια σε άζωτο ατμόσφαιρα του Τιτάνα. Ωστόσο, η εξεύρεση αυτών των μορίων υπό τη μορφή πάγου ήταν πολύ αναπάντεχη, καθότι το HCN μπορεί να συμπυκνώνεται για να σχηματίσει κατεψυγμένα σωματίδια μόνο αν η ατμόσφαιρα είναι τόσο κρύα όσο -148ºC.
«Αυτό είναι περίπου 100ºC ψυχρότερα από τις προβλέψεις από τα τρέχοντα θεωρητικά μοντέλα της ανώτερης ατμόσφαιρας του Τιτάνα,» εξηγεί ο συνεργάτης συγγραφέας της επιστημονική εργασίας Nick Teanby από το Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ, Ηνωμένο Βασίλειο.
Ο στρόβιλος από κοντά.
«Για να ελέγξουμε κατά πόσο τέτοιες χαμηλές θερμοκρασίες ήταν πραγματικά δυνατόν να παρουσιαστούν, ερευνήσαμε ένα δεύτερο σύνολο παρατηρήσεων από το Σύνθετο Υπέρυθρο Φασματόμετρο του Cassini, το οποίο μας επιτρέπει να μετρήσουμε την ατμοσφαιρική θερμοκρασία σε διαφορετικά υψόμετρα.»
Δυστυχώς, δεν ελήφθησαν τέτοιες ενδείξεις το 2012 στο υψόμετρο αυτού του νέφους, αλλά οι επιστήμονες εξέτασαν τα δεδομένα από άλλες ημερομηνίες, την ατμόσφαιρα πάνω και κάτω από τον στρόβιλο.
Αυτά τα δεδομένα έδειξαν ότι το νότιο ημισφαίριο ψύχεται με ταχείς ρυθμούς, καθιστώντας δυνατή την επίτευξη της χαμηλής θερμοκρασίας που απαιτείται για να σχηματιστεί το γιγαντιαίο τοξικό νέφος που εμφανίζεται στο νότιο πόλο.
Αυτή η γρήγορη ψύξη της νότιας ατμόσφαιρας μπορεί να είναι μια συνέπεια της ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας, η οποία έχει σύρει μεγάλες μάζες φυσικού αερίου προς το νότο από την αλλαγή της εποχής το 2009. Καθώς το αέριο HCN συμπυκνώνεται, τα μόρια του λάμπουν στα υπέρυθρα μήκη κύματος, ψύχοντας τον περιβάλλοντα αέρα κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας.
Ένας άλλος παράγοντας που συμβάλλει σε αυτή την ψύξη είναι η μειωμένη έκθεση στο ηλιακό φως στο νότιο ημισφαίριο του Τιτάνα.
«Αυτό το αναπάντεχο αποτέλεσμα δείχνει πόσα μαθαίνουμε ακόμα για τον καιρό του Τιτάνα και της πολύπλοκης δυναμικής της ατμόσφαιρας του,» λέει ο Nicolas Altobelli, επιστήμονας του Cassini-Huygens της ESA. «Μπορούμε να προσβλέπουμε σε πιο συναρπαστικές ανακαλύψεις από το Cassini μέσα στα επόμενα λίγα χρόνια, καθώς συνεχίζει να παρακολουθεί τις εποχιακές αλλαγές στον Κρόνο και τα φεγγάρια του.»
Κατηγορίες: Ηλιακό Σύστημα
Λέξεις κλειδιά: Cassini, ESA
ESA
Δυστυχώς, δεν ελήφθησαν τέτοιες ενδείξεις το 2012 στο υψόμετρο αυτού του νέφους, αλλά οι επιστήμονες εξέτασαν τα δεδομένα από άλλες ημερομηνίες, την ατμόσφαιρα πάνω και κάτω από τον στρόβιλο.
Αυτά τα δεδομένα έδειξαν ότι το νότιο ημισφαίριο ψύχεται με ταχείς ρυθμούς, καθιστώντας δυνατή την επίτευξη της χαμηλής θερμοκρασίας που απαιτείται για να σχηματιστεί το γιγαντιαίο τοξικό νέφος που εμφανίζεται στο νότιο πόλο.
Αυτή η γρήγορη ψύξη της νότιας ατμόσφαιρας μπορεί να είναι μια συνέπεια της ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας, η οποία έχει σύρει μεγάλες μάζες φυσικού αερίου προς το νότο από την αλλαγή της εποχής το 2009. Καθώς το αέριο HCN συμπυκνώνεται, τα μόρια του λάμπουν στα υπέρυθρα μήκη κύματος, ψύχοντας τον περιβάλλοντα αέρα κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας.
Ένας άλλος παράγοντας που συμβάλλει σε αυτή την ψύξη είναι η μειωμένη έκθεση στο ηλιακό φως στο νότιο ημισφαίριο του Τιτάνα.
«Αυτό το αναπάντεχο αποτέλεσμα δείχνει πόσα μαθαίνουμε ακόμα για τον καιρό του Τιτάνα και της πολύπλοκης δυναμικής της ατμόσφαιρας του,» λέει ο Nicolas Altobelli, επιστήμονας του Cassini-Huygens της ESA. «Μπορούμε να προσβλέπουμε σε πιο συναρπαστικές ανακαλύψεις από το Cassini μέσα στα επόμενα λίγα χρόνια, καθώς συνεχίζει να παρακολουθεί τις εποχιακές αλλαγές στον Κρόνο και τα φεγγάρια του.»
Κατηγορίες: Ηλιακό Σύστημα
Λέξεις κλειδιά: Cassini, ESA
ESA
RSS Feed
