Saturn's Moon Titan. Źródło zdjęcia: NASA / JPL / SSI. Kliknij, aby powiększyć.
Naukowcy z University of Arizona twierdzą, że osobliwe chmury na średnich szerokościach geograficznych na południowej półkuli Tytana mogą tworzyć się w taki sam sposób, jak odrębne pasma chmur tworzą się na równiku Ziemi.
„Pogoda Tytana bardzo różni się od pogody na Ziemi” - powiedziała profesor Caitlin Griffith. „Jeśli minąłeś linię szerokości Titana minus 40 stopni, możesz zostać obsypany ciekłym gazem ziemnym. Jeśli zdecydujesz się odwiedzić biegun południowy Tytana, możesz napotkać burzę wielkości huraganu, który również składa się z metanu, bardziej znanego jako gaz ziemny - powiedział Griffith. „W przeciwnym razie nie spodziewaj się chmur na Tytanie”.
Prognoza pogody Tytana pozostaje taka sama od lat, co zaskakuje naukowców. Nie rozumieją, dlaczego chmury o długości tysiąca mil rozciągają się na umiarkowanej szerokości geograficznej.
„Wyobraź sobie, jak ciekawe byłoby, gdyby poza biegunami Ziemi chmury istniały tylko na szerokości geograficznej przecinającej Nową Zelandię, Argentynę i Chile” - powiedział Griffith. „Ponadto Henry Roe (z California Institute of Technology) i jego koledzy stwierdzili, że większość tych osobliwych chmur gromadzi się na zerowych stopniach i 90 stopniach długości geograficznej, analogicznie do długości Ziemi na południowy zachód i południowy wschód od Przylądka Dobrej Nadziei” - dodaje .
Griffith powiedział, że wysoce zlokalizowana natura chmur sugeruje, że mają one coś wspólnego z powierzchnią Tytana. Naukowcy uważają, że lodowe wulkany muszą odprowadzać metan - gaz, który skrapla się jak chmury - do mglistej atmosfery Tytana, głównie azotu. W przeciwnym razie księżycowy metan atmosferyczny zniknąłby miliardy lat temu, ponieważ metan jest niszczony przez promieniowanie ultrafioletowe.
Griffith, Paulo Penteado i Robert Kursinski z UA Lunar and Planetary Lab badali pochodzenie chmur, analizując wysokość i grubość chmur za pomocą obrazów z wizualnego i podczerwonego spektrometru Cassini (VIMS). Instrument ten należy do zestawu instrumentów na statku kosmicznym Cassini krążącym wokół Saturna. Mierzy światło przy 256 różnych długościach fal. Griffith jest członkiem zespołu VIMS z siedzibą w UA, kierowanym przez Roberta Browna z UA Lunar and Planetary Lab. Griffith i jej koledzy przeanalizowali obrazy, które dały im trójwymiarowy widok chmury i sześcioklatkowy film pokazujący, jak ewoluowała w ciągu trzech godzin.
„Struktura chmur okazuje się skomplikowana” - powiedział Griffith. „Wykryliśmy nie jeden region, ale wiele regionów formowania się chmur. Każda długa chmura składa się z wielu silnych burz, w których chmury wznoszą się na wysokość 40 kilometrów (25 mil) w ciągu kilku godzin i rozpraszają się w ciągu następnych pół godziny. Szybkość wznoszenia się i rozpraszania chmur sugeruje, że jesteśmy świadkami powstawania chmur konwekcyjnych, prawdopodobnie podobnych do burz, które znikają w wyniku opadów deszczu.
„W ciągu następnych kilku godzin widzimy chmury tworzące długie ogony, co wskazuje, że silne wiatry zachodnie rozciągają chmury i przenoszą cząstki pod wiatr o tysiąc kilometrów (ponad 600 mil). To szczegółowe spojrzenie na strukturę tych chmur ujawnia, że chmury ewoluują z szeregu małych aktywnych ośrodków formowania chmur ustawionych w linii jak nierówny sznur kulek o długości 40 stopni szerokości geograficznej południowej. Te zlokalizowane burze powodują zdrowy deszcz i bardzo długie chmury, gdy wiatr je wyciągnie. ”
Griffith twierdzi, że jest nieprawdopodobne, aby wiele lodowych wulkanów, wszystkie ustawione na 40 stopniach szerokości południowej, tworzyły te chmury. Ponadto naukowcy szacują, że aktywność chmury na zerowej długości geograficznej, jeśli jest wulkaniczna, nie wydaje się wyrzucać wystarczającej ilości metanu, aby utworzyć pasmo chmur o średniej szerokości geograficznej. Zauważają, że mniejsze chmury faktycznie leżą pod wiatrem głównej chmury na zerowej długości geograficznej. Zespół doszedł również do wniosku, że chmury nie są oczywiście spowodowane pływem Saturna w atmosferze Tytana. Nie znajdują też dowodów na to, że góry i jeziora mogą powodować chmury górskie lub chmury morskie, powiedział Griffith.
„Uważamy, że nieprzypadkowo południowa czapa smogu Tytana rozciąga się od bieguna do 40 stopni szerokości geograficznej południowej - dokładnie tam, gdzie pojawia się pas chmur metanu”, powiedział Griffith. Naukowcy sugerują, że globalna cyrkulacja może spowodować wzrost powietrza w tej latitutude na Tytanie, podobnie jak chmury tworzą się w paśmie wokół równika Ziemi i padają na wyspy karaibskie. „Takie wznoszące się powietrze odciąłoby powietrze z południowego regionu polarnego przed zmieszaniem z resztą księżycowej atmosfery, powodując narastanie smogu i tworzenie czapki nad biegunem” - dodał Griffith.
Griffith powiedział, że modelowanie teoretyczne potwierdza wnioski zespołu UA. Pascal Ranou i jego grupa w Paryżu badali krążenie Tytana za pomocą skomplikowanego i ogólnego modelu krążenia. Jego model przewiduje, że ogrzewanie słoneczne naturalnie wytwarza wschodzące powietrze na Tytanie na 40 stopni szerokości geograficznej południowej.
Kolejną zagadką jest, dlaczego południowe chmury Tytana na południu są zgrupowane na zerowej długości geograficznej. Nie ma jeszcze dowodów na udział wulkanów, pasm górskich lub pływów Saturna, powiedział Griffith. „To, co powoduje zgrupowanie, jest niejasne i prawdopodobnie wiąże się z nieznanymi cechami na wciąż w dużej mierze niezbadanej powierzchni Tytana”, powiedział Griffith.
Griffith, Kursinki i Penteado publikują artykuł na temat swoich badań w numerze Science z 21 października.
Misja Cassini-Huygens to wspólny projekt NASA, Europejskiej Agencji Kosmicznej i Włoskiej Agencji Kosmicznej. Jet Propulsion Laboratory, oddział California Institute of Technology w Pasadenie w Kalifornii, zarządza misją dla NASA Directorate Science Mission Directorate, Waszyngton, D.C. Orbiter Cassini i jego dwie kamery pokładowe zostały zaprojektowane, opracowane i zmontowane w JPL. Zespół spektrometru mapowania wizualnego i podczerwonego pracuje na Uniwersytecie Arizony w Tucson.
Oryginalne źródło: University of Arizona News Release
