Dzięki misji Cassini i sondzie Huygens ujrzeliśmy mokry świat, kiedy nauka spojrzała na księżyc Saturna, Titan. Chociaż skład chemiczny jest inny niż nasz, Titan wciąż ma podobne cechy, takie jak chmury, mgła, deszcz, a nawet jeziora. Jednak pochodzenie tych funkcji do tej pory nie zostało dobrze wyjaśnione.
Naukowcy z California Institute of Technology (Caltech) ciężko pracowali nad stworzeniem programu komputerowego opartego na obserwacjach przeprowadzonych przez obrazowanie Cassini i radar, które mogłyby pomóc wyjaśnić wzorce pogodowe Tytana i złogi powierzchni cieczy. Jedną z głównych osobliwości odkryto w 2009 roku, gdy Oded Aharonson, profesor nauk planetarnych w Caltech, i jego zespół potwierdzili, że jeziora Tytana gromadzą się wokół jego biegunów - bardziej na półkuli północnej niż na południu - ale to nie jedyna ciekawość. Podejrzewa się, że obszary wokół równika są suche, ale sonda Huygens ujawniła obszary spływu, a cztery lata później naukowcy zaobserwowali układ burzowy dostarczający wilgoć. Potrzeba więcej? Następnie sprawdź chmury obserwowane przez naziemne teleskopy… Zbierają się wokół południowych środkowych i wysokich szerokości geograficznych podczas letniego sezonu półkuli południowej Tytana.
„Możemy oglądać przez lata i zobaczyć, że prawie nic się nie dzieje. To zła wiadomość dla ludzi próbujących zrozumieć cykl meteorologiczny Tytana, ponieważ nie tylko rzeczy zdarzają się rzadko, ale mamy tendencję do ich omijania, gdy się zdarzają, ponieważ nikt nie chce tracić czasu na duże teleskopy - które musisz zbadać, gdzie chmury są i co się z nimi dzieje - patrząc na rzeczy, które się nie zdarzają ”- wyjaśnia Mike Brown z California Institute of Technology (Caltech).
Pewnie. Naukowcy ciężko pracowali nad stworzeniem modeli, które mogłyby wyjaśnić te egzotyczne cechy pogody, ale takie wyjaśnienia obejmują teorie wyjścia, takie jak wulkaniczne kriogeniczne, które wysadzają opary metanu, powodując chmury. Jednak najnowsze renderingi komputerowe są znacznie bardziej podstawowe - zasady cyrkulacji atmosferycznej. „Mamy ujednolicone wyjaśnienie wielu zaobserwowanych cech”, mówi Tapio Schneider, profesor nauk przyrodniczych i inżynierii Frank J. Gilloon. „Nie wymaga kriowulkanów ani niczego ezoterycznego”. Schneider wraz ze studentką Caltech, Sonją Graves, byłą absolwentką Caltech, Emily Schaller (doktor08), oraz Mike Brown, Richard i Barbara Rosenberg, profesor i profesor astronomii planetarnej, opublikowali swoje odkrycia w numerze czasopisma z 5 stycznia Natura.
Dlaczego ten zestaw danych różni się od swoich poprzedników? Według Schneidera te nowe symulacje były w stanie odtworzyć wzory chmur, które pasują do faktycznych obserwacji - aż do rozmieszczenia jezior. „Metan gromadzi się w jeziorach wokół biegunów, ponieważ tam światło słoneczne jest średnio słabsze”, wyjaśnia. „Energia słoneczna zwykle odparowuje ciekły metan na powierzchni, ale ponieważ na biegunach jest zwykle mniej światła słonecznego, łatwiej jest tam gromadzić ciekły metan do jezior”. Ponieważ Tytan ma wydłużoną orbitę, jest nieco dalej w lecie na półkuli północnej, co pozwala na dłuższą porę deszczową, a tym samym silniejszą akumulację jezior.
A co z burzami? W pobliżu równika Titan nie jest zbyt ekscytujący - czy tak? Początkowo teoretyzowano, że obszar ten był prawie pustynia. Właśnie dlatego, gdy sonda Huygens odkryła dowody spływu, stało się jasne, że istniejące modele mogą być błędne. Wyobraź sobie niespodziankę, gdy Schaller, Brown, Schneider, a następnie doktorant Henry Roe odkryli burze w tym rzekomo suchym regionie w 2009 roku! Nikt nie mógł tego rozgryźć, a programy niewiele więcej niż przewidywały mżawkę. Dzięki nowemu modelowi możliwe stały się ulewne deszcze. „Pada bardzo rzadko na małych szerokościach geograficznych”, mówi Schneider. „Ale kiedy pada, leje”.
Co jeszcze sprawia, że nowy model komputera pogodowego Titan jest jeszcze bardziej wyjątkowy? Tym razem działa on przez 135 lat Tytana i łączy jeziora metanu - i sposób dystrybucji metanu - z jego atmosferą. Według badań, odpowiada to bieżącym obserwacjom pogodowym Tytana i pomoże przewidzieć, co można zobaczyć w nadchodzących latach. Wykonywanie przewidywalnych prognoz jest „rzadką i piękną szansą w naukach planetarnych”, mówi Schneider. „Za kilka lat dowiemy się, jak mają się dobrze, czy źle”.
„To dopiero początek” - dodaje. „Mamy teraz narzędzie do tworzenia nowej nauki i jest wiele rzeczy, które możemy i będziemy robić”.
Oryginalna historia Źródło: California Institute of Technology News Release. Do dalszej lektury: Naukowcy Caltech odkrywają burze w tropikach Tytana.
