„Tass“ skraidydamas 2006 m., „Cassini“ kosminis zondas užfiksavo keletą išsamiausių didžiausio Saturno mėnulio vaizdų. Įdomu tai, kad šie debesų dariniai labai primena tuos, kurie matomi pačios Žemės polinėje stratosferoje.
Tačiau skirtingai nuo Žemės, šie debesys sudaryti iš skysto metano ir etano. Atsižvelgiant į neįtikėtinai žemą „Titan“ temperatūrą - minus 185 ° C (–300 ° F), nenuostabu, kad egzistuoja tokia tiršta skystų angliavandenilių atmosfera arba kad planetos dengia metano jūros.
Vis dėlto stebina tai, kad šioje atmosferoje yra ir metano kristalų. Praėjus aštuoneriems metams po to, kai buvo padarytos Titano šiaurinio poliaus nuotraukos, astronomai padarė išvadą, kad šiame regione taip pat yra nedidelis metano ledo kiekis.
„Idėja, kad metano debesys galėtų sudaryti tokį aukštį ant Titano, yra visiškai nauja“, - sakė Carrie Anderson, NASA Goddardo kosminių skrydžių centro Greenbelt mieste, Merilande, dalyvaujanti Cassini mokslininkė ir pagrindinė tyrimo autorė. „Anksčiau niekas nemanė, kad tai įmanoma“.
Ant Titano jau buvo nustatyti kiti stratosferos debesys, įskaitant etano debesis - cheminę medžiagą, susidarančią po metano suirimo. Čia taip pat rasta subtilių cianoacetileno ir vandenilio cianido debesų, susidarančių dėl metano šalutinių produktų reakcijos su azoto molekulėmis.
Tačiau buvo manoma, kad užšaldyto metano debesys Titano stratosferoje yra mažai tikėtini. Kadangi troposfera sulaiko didžiąją dalį drėgmės, stratosferos debesims reikalingas ypatingas šaltis. Net stratosferos temperatūra, nuo 203 ° C (-333 ° F), kurią stebėjo Cassini tiesiai į pietus nuo pusiaujo, nebuvo pakankamai šalta, kad negausus metanas šiame atmosferos regione galėtų kondensuotis į ledą.
Anderson ir jos Goddardo bendraautorius Robertas Samuelsonas pažymėjo, kad apatinėje Titano stratosferoje temperatūra nėra vienoda visose platumose. Tai buvo pagrįsta duomenimis, paimtais iš „Cassini“ kompozitinio infraraudonųjų spindulių spektrometro ir kosminio laivo radijo mokslo prietaiso, kurie parodė, kad aukščio aukštis ties šiauriniu poliu buvo daug šaltesnis nei tas, kuris buvo tiesiai į pietus nuo pusiaujo.
Pasirodo, kad šis temperatūros skirtumas - net 6 ° C (11 ° F) - yra daugiau nei pakankamas, kad susidarytų metano ledas.
Kiti „Titano“ debesų sistemos stebėjimai patvirtina šią išvadą, pavyzdžiui, kaip kai kurie regionai atrodo tankesni už kitus, o aptiktos didesnės dalelės yra tinkamo dydžio metano ledui. Jie taip pat patvirtino, kad tikėtinas metano kiekis - 1,5%, kurio pakanka ledo dalelėms formuoti - yra apatiniame poliniame stratosferoje.
Be to, pastebėjimas patvirtina tam tikrus manomus Titano atmosferos veikimo modelius.
Pagal šį modelį „Titan“ turi bendrą cirkuliacijos modelį, kai šiltas vasaros pusrutulio oras išauga iš paviršiaus ir patenka į stratosferą, lėtai eidamas link žiemos stulpo. Ten oro masė nusileidžia žemyn, vėsdama, kai leidžiasi, o tai leidžia susidaryti stratosferos metano debesims.
„Cassini nuolat rinko įrodymus apie šį pasaulinį cirkuliacijos modelį, o šio naujojo metano debesies identifikavimas yra dar vienas stiprus rodiklis, rodantis, kad procesas veikia taip, kaip mes manome“, - sakė Michaelas Flazaras, Goddardo mokslininkas ir pagrindinis Cassini Composite Infrared tyrėjas. Spektrometras (CIRS).
Kaip ir Žemės stratosferos debesys, Titano metano debesys buvo šalia žiemos stulpo, aukščiau 65 laipsnių šiaurės platumos. Andersono ir Samuelsono vertinimu, šios rūšies debesų sistemos, kurias jie vadina metimo debesimis (arba trumpai SIMC), gali išsivystyti tarp 30 000–50 000 metrų (98 000–164 000 pėdų) aukštyje virš Titano paviršiaus.
„Titaną ir toliau stebina natūralūs procesai, panašūs į tuos, kurie vyksta Žemėje, tačiau kuriuose naudojamos medžiagos, kitokios nei mums pažįstamas vanduo“, - teigė Scottas Edgingtonas, Cassini projekto mokslininko pavaduotojas iš NASA reaktyvinio varymo laboratorijos (JPL) Pasadena mieste, Kalifornijoje. „Artėjant prie pietinių žiemos saulėgrįžų ant Titano, mes toliau ištirsime, kaip šie debesų susidarymo procesai gali skirtis atsižvelgiant į sezoną“.
Šio tyrimo rezultatus galima rasti internete lapkričio mėn. Numeryje Icarus.
