С тех пор, как зонд Кассини прибыл на Сатурн в 2004 году, он обнаружил некоторые поразительные вещи в системе спутников планеты. Титан, самая большая луна Сатурна, был особым источником очарования. Между его метановыми озерами, богатой углеводородами атмосферой и наличием «метанового цикла» (похожего на «водный цикл» Земли), нет недостатка в захватывающих вещах, происходящих на этой лоне Кронии.
Как будто этого было недостаточно, Титан также испытывает сезонные изменения. В настоящее время в южном полушарии начинается зима, для которой характерно наличие сильного вихря в верхних слоях атмосферы над южным полюсом. Это представляет собой противоположность тому, что зонд Кассини засвидетельствовал, когда впервые начал наблюдать Луну более десяти лет назад, когда подобные вещи происходили в северном полушарии.
Эти результаты были представлены на совместном 48-м заседании Отделения планетарных наук Американского астрономического общества и 11-м Европейском конгрессе по планетарной науке, которое состоялось с 16 по 21 октября в Пасадене, штат Калифорния. В качестве второй совместной конференции между этими органами цель этого ежегодного совещания заключается в укреплении международного научного сотрудничества в области науки о планетах.
В ходе встречи доктор Афина Кустенис - директор по исследованиям (1улица класс) с Национальным центром научных исследований (CNRS) во Франции - поделился последними атмосферными данными, полученными Кассини. Как она заявила:
«Долгая миссия Кассини и частые визиты на Титан позволили нам впервые наблюдать изысканные детали сезонных изменений на Титане. Мы прибыли в северную середину зимы и теперь имели возможность контролировать реакцию Титана в атмосфере в течение двух полных сезонов. После равноденствия, когда оба полушария получили одинаковый нагрев от Солнца, мы наблюдаем быстрые изменения ».
Ученые уже давно знают о сезонных изменениях на Титане. Это характеризуется тем, что теплые газы поднимаются на летнем полюсе, а холодные газы оседают на зимнем полюсе, а тепло распространяется через атмосферу от полюса к полюсу. Этот цикл испытывает периодические изменения, когда времена года переходят из одного полушария в другое.
В 2009 году Кассини наблюдал широкомасштабный разворот сразу после равноденствия того года. Это привело к падению температуры примерно на 40 ° C (104 ° F) вокруг южной полярной стратосферы, в то время как в северном полушарии наблюдалось постепенное потепление. Через несколько месяцев после равноденствия на южном полюсе появился след газового вихря, на котором появились светящиеся пятна, а с северного полюса исчезла похожая особенность.
Такое изменение важно, потому что оно дает астрономам возможность более детально изучить атмосферу Титана. По существу, в южном полярном вихре наблюдаются концентрации следовых газов, таких как сложные углеводороды, метилацетилн и бензол, которые накапливаются в отсутствие ультрафиолетового излучения. С наступлением зимы в южном полушарии можно ожидать, что эти газы будут накапливаться в изобилии.
Как объяснил Кустенис, это возможность для ученых-планетологов проверить свои модели атмосферы Титана:
«У нас был шанс засвидетельствовать начало зимы с самого начала, и мы приближаемся к пиковому времени для этих процессов добычи газа в южном полушарии. Сейчас мы ищем новые молекулы в атмосфере над южной полярной областью Титана, которые были предсказаны нашими компьютерными моделями. Выполнение этих обнаружений поможет нам понять происходящую фотохимию ».
Ранее ученые могли наблюдать эти газы только в высоких северных широтах, которые сохранялись до лета. Ожидалось, что они будут подвергаться медленному фотохимическому разрушению, где воздействие света может нарушить их в зависимости от их химического состава. Однако за последние несколько месяцев зона истощенного молекулярного газа и аэрозолей образовалась на высоте от 400 до 500 км по всему северному полушарию.
Это говорит о том, что на больших высотах атмосфера Титана имеет некоторую сложную динамику. Что это может быть, пока не ясно, но те, кто сделал изучение атмосферы Титана приоритетом, стремятся выяснить. Ожидается, что с настоящего момента и до конца миссии Кассини (которая запланирована на сентябрь 2017 года) зонд предоставит полную картину того, как ведут себя средние и верхние слои атмосферы Титана.
К концу миссии космический зонд Cassini проведет более 100 целевых облетов Сатурна. При этом он фактически стал свидетелем того, как выглядит целый год на Титане в сочетании с сезонной изменчивостью. Эта информация не только поможет нам понять более глубокие загадки одной из самых загадочных лун Солнечной системы, но и пригодится, если когда-нибудь мы отправим туда космонавтов (и, возможно, даже поселенцев)!
