Při přípravě na Cassiniho návštěvu Saturnova měsíce Titan vědci očekávali, že se místo objeví v etanu - vedlejší produkt rozkladu metanu. Je možné, že tento mrak v létě prší etan, a poté v zimě kondenzuje kolem pólu a hromadí se jako led.
Cassiniův vizuální a infračervený mapovací spektrometr (VIMS) detekoval, co se zdá být masivním etanovým oblakem obklopujícím severní pól Titanu. Mrakem by mohly být sněhové vločky etanu sněžení do metanových jezer níže.
Cloud může být vodítkem potřebným k řešení hádanky, která zmatila vědce, kteří dosud viděli jen málo důkazů o závoji etanových mraků a povrchových tekutin původně považovaných za dostatečně rozsáhlé, aby pokryli celý povrch Titanu 300 metrů hlubokým oceánem. .
Než mise Cassini-Huygens začala navštěvovat Titan v roce 2004, „Očekávali jsme, že na povrchu Saturnova obřího měsíce Titan uvidíme spoustu etanů - obrovské etanové mraky,“ řekl planetární vědec University of Arizona Caitlin Griffith.
Je to proto, že sluneční ultrafialové světlo nevratně štěpí metan v převážně dusíkové atmosféře Titanu. Ethan je zdaleka nejbohatším vedlejším produktem při rozkladu methanu. Pokud by metan byl součástí atmosféry po celý život Titanovy 4,5 miliardy let - a nebyl důvod se domnívat, že by to nebylo - velký měsíc by byl zaplaven etanovými moři, vědci teoretizovali.
Kosmická sonda NASini Cassini našla jezera v severních polárních zeměpisných šířkách Titanu na prolétání loni 22. července. „Nyní však víme, že povrch Titanu je do značné míry bez jezer a oceánů,“ řekl Griffith. Je členkou týmu Cassini VIMS se sídlem v UA v čele s profesorem Robertem Brownem z Lunární a planetární laboratoře UA.
Chybějící etan je o to tajemnější, že obrázky Cassini naznačují, že jiné méně hojné pevné látky se vysráží z fotochemických reakcí v Titanově atmosféře, které na jeho povrchu vytvořily duny a na jejich povrchu zakryly krátery, řekl Griffith.
Společnost VIMS provedla první detekci obrovského polárního etanového oblaku Titanu, když v prosinci 2004, srpnu 2005 a září 2005 sondovala Titanovy vysoké severní šířky na prolétání Cassini.
VIMS detekoval cirrusový mrak jako jasný pás ve výškách od 30 km do 60 km na okraji Titanova polárního kruhu, mezi 51 a 69 stupni severní šířky. VIMS viděl pouze část cloudu, protože většina severní polární oblasti je ve stínu zimy a nebude plně osvětlena až do roku 2010, poznamenal Griffith.
"Naše pozorování naznačují, že povrchová ložiska etanu by měla být nalezena konkrétně na pólech, spíše než globálně distribuována na Titanově disku, jak se původně předpokládalo," řekl Griffith. "To může částečně vysvětlit nedostatek tekutých etanových oceánů a mraků ve střední a dolní šířce Titanu."
"Myslíme si, že etan prší nebo, pokud jsou teploty dost chladné, právě teď sněží na severním pólu." Když se mění období, očekáváme, že etan se během zimy kondenzuje na jižním pólu, “řekl Griffith. Pokud jsou polární podmínky tak chladné, jak se říká předpovědi, mohl by se etan hromadit jako polární led.
Ethan se rozpustí v metanu, což vědci předpovídají, že prší z atmosféry na severním pólu během své chladné zimy. "Během polární zimy očekáváme, že nížiny budou kolébat metanová jezera, která jsou bohatá na etan," poznamenal Griffith. "Možná to jsou jezera, která si Cassini nedávno představil."
Pokud by se etan vyráběl dnešním tempem po celou dobu životnosti Titanu, na pólech by se vysrážely celkem dva kilometry etanu. Ale to se zdá nepravděpodobné, řekla Griffith.
Vědci nemají žádné přímé důkazy o polárních čepicích etanového ledu. Severní pól Titanu je v zimní tmě a fotoaparáty Cassini ho ještě musí vidět v odraženém světle. Fotoaparáty Cassini zobrazily jižní pól Titanu. "Morfologie na těchto obrázcích nenavrhuje polární ledovou čepici o délce dvou kilometrů, ale obrázky ukazují rysy toku," řekl Griffith.
"V nadcházejících měsících začneme dělat více polárních průchodů," dodala. "Do konce příštího roku Cassini zaznamená první polární teplotní profil Titanu, který nám řekne, jaké jsou studené podmínky na pólu."
Griffith je prvním autorem článku „Důkazy o polárním etanovém cloudu na Titanu“, publikovaném v aktuálním (září 15) čísle Science. Spoluautory jsou Paulo Pinteado a vedoucí týmu VIMS Robert Brown z UA a vědci z Francie, Jet Propulsion Laboratory v Pasadeně v Kalifornii, americký geologický průzkum, Cornell University, výzkumné středisko NASA Ames, Portugalsko a Německo.
Griffith, Pinteado a Robert Kursinski z UA dříve spolupracovali na studiích tisícimetrových metanových mraků, které pásmily Titan v jižních šířkách. Při analýze obrázků VIMS dospěli k závěru, že tyto vysoce lokalizované, konvektivní mraky, které jsou složeny z metanu, jsou výsledkem letního zahřívání, podobně jako bouřky na Zemi.
Přístroj VIMS je zobrazovací spektrometr, který vytváří speciální sadu dat nazvanou obrazová krychle. Pořídí obrázek objektu v mnoha barvách současně. Běžná videokamera pořizuje snímky ve třech základních barvách (červená, zelená a modrá) a kombinuje je tak, aby vytvořila snímky viděné lidským okem. Přístroj VIMS pořizuje obrázky v 352 samostatných vlnových délkách nebo barvách, které překrývají oblast barev daleko za hranicemi viditelnými lidmi. Všechny materiály odrážejí světlo jedinečným způsobem. Takže molekuly jakéhokoli prvku nebo sloučeniny mohou být identifikovány vlnovými délkami, které odrážejí nebo absorbují, jejich „signatářskými“ spektry.
Mise Cassini-Huygens je projektem spolupráce NASA, Evropské kosmické agentury a Italské kosmické agentury. Jet Propulsion Laboratory, divize kalifornského technologického institutu v Pasadeně v Kalifornii, řídí misi pro ředitelství vědeckých misí NASA ve Washingtonu, D. C. Orbiter Cassini a jeho dvě palubní kamery byly navrženy, vyvinuty a smontovány v JPL. Tým vizuálních a infračervených mapovacích spektrometrů sídlí na University of Arizona v Tucsonu.
Původní zdroj: University of Arizona News Release
