Mapa widma Tytana uzyskana przez sondę Cassini. Obłok nad biegunem południowym ma wyraźnie różne własności od reszty atmosfery, w szczególności wykazuje obecność zamarzniętych cząsteczek cyjanowodoru. Źródło: NASA/JPL-Caltech/ASI/University of Arizona/SSI/Leiden Observatory & SRON. Sonda kosmiczna Cassini sfotografowała olbrzymi toksyczny obłok nad południowym biegunem największego księżyca Saturna – Tytana. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym „
Nature”.
Sonda kosmiczna Cassini sfotografowała olbrzymi toksyczny obłok nad południowym biegunem największego księżyca Saturna – Tytana. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym „Nature”.
Tytan ma unikalną cechę pośród księżyców w Układzie Słonecznych, bowiem posiada gęstą atmosferę, złożoną głównie z azotu oraz niewielkich ilości metanu i innych gazów. Na Tytanie jest bardzo zimno, przez co metan i inne węglowodory mogą spadać, jako deszcz i tworzyć rzeki oraz jeziora.
Na Tytanie występują także pory roku, tylko ich pełen cykl obejmuje aż 29 lat, gdyż tyle czasu trwa obieg Saturna wokół Słońca. Każda z pór roku na Tytanie trwa około siedem ziemskich lat. Najnowsza taka pora zaczęła się w 2009 roku, gdy na półkuli południowej lato przeszło w jesień.
W maju 2012 roku na zdjęciach z sondy Cassini zarejestrowano olbrzymi wirujący obłok o rozmiarach kilkuset kilometrów, który zaczął powstawać nad biegunem południowym. Wydaje się, że to efekt zmian pór roku, gdy powietrze zaczęło się nagrzewać od promieniowania słonecznego na wiosnę na półkuli północnej i w efekcie nastąpiło jego przemieszczanie w kierunku półkuli południowej.
Obłok powstał na wysokości 300 km nad powierzchnią Tytana. Było to niespodzianką dla naukowców, gdyż panujące tam warunki oznaczają, że jest raczej zbyt ciepło na formowanie się chmur, więc nikt się nie spodziewał utworzenia tak dużego obłoku.
Aby wyjaśnić zagadkę, naukowcy starannie przeanalizowali bogate zbiory danych z sondy Cassini. W końcu natrafili na wskazówkę ukrytą w widmie światła słonecznego odbitego przez atmosferę Tytana. Spektrometr sondy Cassini uzyskuje widma dla wielu różnych punktów ma Tytanie, badając rozmieszczenie składników chemicznych w atmosferze i na powierzchni.
Okazało się, iż światło dochodzące od obłoku nad biegunem ma istotne różnice w stosunku do innych miejsc w atmosferze. Zespół, którym kierował Remco de Kok z Leiden Observatory oraz SRON Netherlands Institute for Space Research, wykrył sygnatury występowania zamarzniętych cząsteczek cyjanowodoru (HCN).
Ta trująca substancja występuje w niewielkich ilościach w atmosferze Tytana, ale jej zamarznięcie następuje przy temperaturze minus 148 stopni Celsjusza, a to o 100 stopni zimniej niż przewidywały teoretyczne modele atmosfery Tytana w miejscu występowania obłoku nad biegunem.
Konieczne w związku z tym było sprawdzenie, czy takie temperatury rzeczywiście mogą występować, sięgnięto więc po kolejne zestawy danych z misji Cassini, tym razem dotyczące pomiarów temperatury na różnych wysokościach. Jednak niestety w roku 2012 nie wykonywano tego rodzaju pomiarów na wysokości obłoku. Ostatnią szansą były zatem dane z pomiarów dokonywanych na niższych i wyższych wysokościach.
Okazało się, iż dane te wskazują na gwałtowne ochładzanie się południowej półkuli Tytana, co nie wyklucza osiągnięcia warunków koniecznych dla zamarznięcia cyjanowodoru. Być może proces przebiega następująco: na skutek przepływu dużych mas gazu z półkuli północnej na południową, następuje większa koncentracja molekuł cyjanowodoru, które świecą jasno w podczerwieni, ochładzając swoje otoczenie w atmosferze.
Cassini jest misją prowadzoną przez NASA we współpracy z Europejską Agencją Kosmiczną oraz Włoską Agencją Kosmiczną. Sonda została wystrzelona z Ziemi w 1997 roku, a do Saturna dotarła w 2004 roku. Po dwóch decyzjach o przedłużeniu projektu, misja ma potrwać do września 2017 roku.
Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl
Przeczytaj więcej: 
