Ruošdamiesi Cassini vizitui prie Saturno mėnulio Titano, tyrėjai tikėjosi išvysti vietą etane - metano skilimo šalutiniame produkte. Gali būti, kad šis debesis vasarą nusėdo etaną, o žiemą kondensuosis aplink stulpą, kaupdamasis kaip ledas.
„Cassini“ vaizdinis ir infraraudonųjų spindulių žemėlapių spektrometras (VIMS) nustatė, kas yra didžiulis etano debesis, supantis Titano šiaurinį polių. Debesis gali snigti etano snaigėmis į žemiau esančius metano ežerus.
Debesis gali būti užuomina, reikalinga sprendžiant galvosūkį, suklaidinusį mokslininkus, kurie iki šiol nemato įrodymų apie etano debesų šydą ir paviršiaus skysčius, kurie iš pradžių buvo manomi pakankamai plačiais, kad padengtų visą Titano paviršių 300 metrų gylio vandenyne. .
Prieš pradedant Cassini-Huygenso misiją 2004 m. Aplankyti Titaną, „mes tikėjomės Saturno milžiniškojo mėnulio Titano paviršiuje pamatyti daug etano - didelius etano debesis visose platumose ir plačias jūras“, - teigė Arizonos universiteto planetų mokslininkė Caitlin Griffith.
Taip yra todėl, kad saulės ultravioletinė šviesa negrįžtamai skaido metaną Titano, daugiausia azoto, atmosferoje. Etanas yra pats gausiausias šalutinis produktas, kai metanas suyra. Jei metanas buvo atmosferos sudedamoji dalis per visą Titano 4,5 milijardo metų gyvenimą - ir nebuvo pagrindo įtarti, kad jo nebuvo - didelis mėnulis bus nuplautas etano jūromis, teoretikai teigė.
NASA Cassini erdvėlaivio radaras praėjusių metų liepos 22 d. Skraidymo metu rado ežerus Titano šiaurinėse arktinėse platumose. Tačiau „Dabar mes žinome, kad Titano paviršiuje beveik nėra ežerų ir vandenynų“, - teigė Griffith. Ji yra UA priklausančios „Cassini VIMS“ komandos narė, vadovaujama profesoriaus Roberto Browno iš UA „Lunar“ ir „Planetary Lab“.
Trūkstamas etanas yra dar paslaptingesnis, nes „Cassini“ vaizdai leidžia manyti, kad kiti mažiau gausūs kietieji nuosėdos iš fotocheminių reakcijų Titano atmosferoje suformavo kopas ir dengė kraterius jo paviršiuje, sakė Griffith.
VIMS pirmą kartą aptiko didžiulį Titano poliarinio etano debesį, kai 2004 m. Gruodžio mėn., 2005 m. Rugpjūčio mėn. Ir 2005 m. Rugsėjo mėn. Jis ištyrė Titano aukščiausias šiaurines platumas Cassini flybys.
TIMo arktinio apskritimo krašte, tarp 51 ir 69 laipsnių šiaurės platumos, VIMS aptiko ciruso debesį kaip šviesią juostą 30–60 km aukštyje. Griffith pastebėjo, kad VIMS matė tik dalį debesies, nes didžioji dalis šiaurinio poliarinio regiono yra žiemos šešėlyje ir nebus pilnai apšviesta iki 2010 m.
„Mūsų pastebėjimai rodo, kad etano paviršinės nuosėdos turėtų būti randamos būtent prie stulpų, o ne visame pasaulyje pasiskirsčiusios visame Titano diske, kaip buvo manoma anksčiau“, - teigė Griffith. „Tai iš dalies gali paaiškinti skystų etano vandenynų ir debesų trūkumą Titano vidurinėje ir žemutinėje platumose“.
„Mes manome, kad etanas lyja arba, jei temperatūra yra pakankamai vėsi, šiuo metu sninga ant šiaurės ašigalio. Kai keičiasi metų laikai, mes tikimės, kad žiemą žiemą etanas kondensuosis ties pietų ašigaliu “, - teigė Griffith. Jei polinės sąlygos yra tokios vėsios, kaip teigiama prognozėse, etanas galėtų kauptis kaip poliarinis ledas.
Etanas ištirpsta metane, kurį mokslininkai spėja, kad per vėsią žiemą iš atmosferos šiauriniame ašigalyje lyja. „Poliarinių žiemų metu tikimės, kad žemumos laikys metano ežerus, kuriuose gausu etano“, - pažymėjo Griffith. „Galbūt tai ežerai, kuriuos neseniai vairavo Cassini“.
Jei etanas būtų pagamintas tokiu greičiu per visą „Titan“ eksploatavimo laiką, tai iš viso polių būtų iškritę du kilometrai etano. Tačiau tai atrodo mažai tikėtina, sakė Griffith.
Mokslininkai neturi tiesioginių įrodymų apie etano ledo polinius dangtelius. „Titano“ šiaurės ašigalis yra žiemos tamsoje, o „Cassini“ fotoaparatai to dar nemato atspindėtoje šviesoje. „Cassini“ kameros atvaizdavo Titano pietų polių. „Tose nuotraukose matoma morfologija nepasiūlo dviejų kilometrų poliarinio ledo dangtelio, tačiau vaizdai parodo srauto ypatybes“, - teigė Griffith.
„Ateinančiais mėnesiais pradėsime gaminti daugiau poliarinių leidimų“, - pridūrė ji. „Iki kitų metų pabaigos„ Cassini “užfiksuos pirmąjį„ Titan “polinės temperatūros profilį, kuris mums pasakys, kaip šaltos sąlygos prie stulpo.“
Griffith yra pirmasis straipsnio „Poliarinio etano debesies ant Titano įrodymai“, išspausdinto dabartiniame (rugsėjo 15 d.) „Science“, autorius. Bendraautoriai yra Paulo Pinteado ir VIMS komandos vadovas Robertas Brownas iš UA ir tyrėjai iš Prancūzijos, reaktyvinio varymo laboratorijos Pasadena, Kalifornija, JAV geologijos tarnyba, Kornelio universitetas, NASA Ames tyrimų centras, Portugalija ir Vokietija.
Griffith, Pinteado ir Robertas Kursinski iš UA anksčiau bendradarbiavo tyrinėdami tūkstančio mylių ilgio metano debesis, kurie Titaną riboja pietinėse platumose. Išanalizavę VIMS vaizdus, jie padarė išvadą, kad šie labai lokalūs, konvekciniai debesys, sudaryti iš metano, kyla dėl vasaros karščio, nes Žemėje susidaro perkūnija.
VIMS prietaisas yra vaizdo spektrometras, sukuriantis specialų duomenų rinkinį, vadinamą vaizdo kubu. Tai vienu metu atvaizduoja objektą įvairiomis spalvomis. Įprasta vaizdo kamera fotografuoja tris pagrindines spalvas (raudoną, žalią ir mėlyną) ir sujungia jas, kad būtų sukurti vaizdai, kuriuos mato žmogaus akis. VIMS prietaisas fotografuoja 352 atskirų bangų ilgių arba spalvų vaizdus, apimdamas spalvų sritį, kuri yra daug didesnė už žmonėms matomą. Visos medžiagos atspindi šviesą unikaliu būdu. Taigi bet kurio elemento ar junginio molekules galima atpažinti pagal bangų ilgį, kurį jos atspindi ar sugeria, pagal jų „signalo“ spektrus.
„Cassini-Huygens“ misija yra NASA, Europos kosmoso agentūros ir Italijos kosmoso agentūros bendradarbiavimo projektas. „Jet Propulsion Laboratory“, Kalifornijos Pasadenos technologijos instituto padalinys, valdo NASA Mokslo misijos direktorato, Vašingtone, misiją. Cassini orbiteris ir jo dvi borto kameros buvo suprojektuotos, sukurtos ir surinktos JPL. Vizualinio ir infraraudonųjų spindulių žemėlapio spektrometro komanda yra įsikūrusi Arizonos universitete Tuksone.
Originalus šaltinis: Arizonos universiteto naujienų leidinys
