Κατά τη διάρκεια της πτήσης του Τιτάνα το 2006, το Cassini Space Probe συνέλαβε μερικές από τις πιο λεπτομερείς εικόνες του μεγαλύτερου φεγγαριού του Κρόνου. Είναι αρκετά ενδιαφέρον ότι αυτοί οι σχηματισμοί νέφους έχουν έντονη ομοιότητα με αυτούς που παρατηρούνται στην πολική στρατόσφαιρα της Γης.
Ωστόσο, σε αντίθεση με τη Γη, αυτά τα σύννεφα αποτελούνται εξ ολοκλήρου από υγρό μεθάνιο και αιθάνιο. Δεδομένων των απίστευτα χαμηλών θερμοκρασιών του Τιτάνα - μείον 185 ° C (-300 ° F) - δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι υπάρχει τόσο πυκνή ατμόσφαιρα υγρών υδρογονανθράκων ή ότι οι θάλασσες του μεθανίου καλύπτουν τον πλανήτη.
Αυτό που εκπλήσσει, ωστόσο, είναι το γεγονός ότι υπάρχουν κρύσταλλοι μεθανίου και σε αυτήν την ατμόσφαιρα. Οκτώ χρόνια μετά τη λήψη των φωτογραφιών του βόρειου πόλου του Τιτάνα, οι αστρονόμοι κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι αυτή η περιοχή περιέχει επίσης ίχνη ποσότητας πάγου μεθανίου.
«Η ιδέα ότι τα σύννεφα μεθανίου θα μπορούσαν να σχηματίσουν αυτό το υψηλό επίπεδο στον Τιτάνα είναι εντελώς νέα», δήλωσε η Carrie Anderson, συμμετέχουσα επιστήμονας του Cassini στο Goddard Space Flight Center της NASA στο Greenbelt, Maryland και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. "Κανείς δεν το θεώρησε δυνατό πριν."
Άλλα στρατοσφαιρικά σύννεφα είχαν ήδη εντοπιστεί στον Τιτάνα, συμπεριλαμβανομένων των σύννεφων αιθανίου - μια χημική ουσία που σχηματίστηκε μετά τη διάσπαση του μεθανίου. Εκεί βρέθηκαν επίσης ευαίσθητα σύννεφα κυανοακετυλενίου και υδροκυανίου, τα οποία σχηματίζονται από αντιδράσεις υποπροϊόντων μεθανίου με μόρια αζώτου.
Αλλά τα σύννεφα κατεψυγμένου μεθανίου θεωρήθηκαν απίθανα στη στρατόσφαιρα του Τιτάνα. Επειδή η τροπόσφαιρα παγιδεύει το μεγαλύτερο μέρος της υγρασίας, τα στρατοσφαιρικά σύννεφα απαιτούν υπερβολικό κρύο. Ακόμη και η θερμοκρασία της στρατόσφαιρας μείον 203 ° C (-333 ° F), που παρατηρήθηκε από τον Cassini ακριβώς νότια του ισημερινού, δεν ήταν αρκετά κρύα για να επιτρέψει στο λιγοστό μεθάνιο σε αυτήν την περιοχή της ατμόσφαιρας να συμπυκνωθεί σε πάγο.
Αυτό που σημείωσε ο Άντερσον και ο συν-συγγραφέας της, ο Ρόμπερτ Σαμουέλσον, είναι ότι οι θερμοκρασίες στην κάτω στρατόσφαιρα του Τιτάνα δεν είναι ίδιες σε όλα τα γεωγραφικά πλάτη. Αυτό βασίστηκε σε δεδομένα που ελήφθησαν από το σύνθετο υπέρυθρο φασματόμετρο Cassini και το όργανο ραδιοεπιστήμης του διαστημικού σκάφους, το οποίο έδειξε ότι η θερμοκρασία μεγάλου υψομέτρου κοντά στο βόρειο πόλο ήταν πολύ πιο κρύα από αυτήν ακριβώς νότια του ισημερινού.
Αποδεικνύεται ότι αυτή η διαφορά θερμοκρασίας - έως και 6 ° C (11 ° F) - είναι περισσότερο από αρκετή για να δώσει πάγο μεθανίου.
Άλλες παρατηρήσεις που έγιναν από το σύστημα cloud του Τιτάνα υποστηρίζουν αυτό το συμπέρασμα, όπως το πώς ορισμένες περιοχές φαίνονται πιο πυκνές από άλλες και τα μεγαλύτερα σωματίδια που εντοπίζονται είναι το σωστό μέγεθος για τον πάγο του μεθανίου. Επιβεβαίωσαν επίσης ότι η αναμενόμενη ποσότητα μεθανίου - 1,5%, που είναι αρκετή για να σχηματίσει σωματίδια πάγου - υπάρχει στην κατώτερη πολική στρατόσφαιρα.
Επιπλέον, η παρατήρηση επιβεβαιώνει ορισμένα μοντέλα για το πώς πιστεύεται ότι λειτουργεί η ατμόσφαιρα του Τιτάνα.
Σύμφωνα με αυτό το μοντέλο, ο Τιτάνας έχει ένα μοτίβο παγκόσμιας κυκλοφορίας στο οποίο ο ζεστός αέρας στο ημισφαίριο του καλοκαιριού πηγαίνει από την επιφάνεια και εισέρχεται στη στρατόσφαιρα, φτάνοντας αργά στον χειμερινό πόλο. Εκεί, η μάζα του αέρα βυθίζεται πίσω, ψύχεται καθώς κατεβαίνει, γεγονός που επιτρέπει στο σχηματισμό των στρωματοσφαιρικών σύννεφων μεθανίου.
«Ο Cassini συλλέγει σταθερά στοιχεία αυτού του μοτίβου παγκόσμιας κυκλοφορίας και ο προσδιορισμός αυτού του νέου σύννεφου μεθανίου είναι ένας άλλος ισχυρός δείκτης ότι η διαδικασία λειτουργεί όπως πιστεύουμε ότι κάνει», δήλωσε ο Michael Flasar, επιστήμονας του Goddard και κύριος ερευνητής του Cassini's Composite Infrared. Φασματόμετρο (CIRS).
Όπως τα στρατοσφαιρικά σύννεφα της Γης, το σύννεφο μεθανίου του Τιτάνα βρισκόταν κοντά στον χειμερινό πόλο, πάνω από 65 βαθμούς βόρειου γεωγραφικού πλάτους. Οι Anderson και Samuelson εκτιμούν ότι αυτός ο τύπος συστήματος cloud - το οποίο ονομάζουν σύννεφα μεθανίου που προκαλούνται από καθίζηση (ή SIMCs για συντομία) - θα μπορούσε να αναπτυχθεί από 30.000 έως 50.000 μέτρα (98.000 έως 164.000 πόδια) σε υψόμετρο πάνω από την επιφάνεια του Τιτάνα.
«Ο Τιτάνας συνεχίζει να εκπλήσσει με φυσικές διεργασίες παρόμοιες με αυτές της Γης, αλλά περιλαμβάνει υλικά διαφορετικά από το οικείο νερό μας», δήλωσε ο Scott Edgington, αναπληρωτής επιστήμονας του έργου Cassini στο Jet Propulsion Laboratory (JPL) της Pasadena της Καλιφόρνια. «Καθώς πλησιάζουμε στο νότιο χειμερινό ηλιοστάσιο στον Τιτάνα, θα διερευνήσουμε περαιτέρω πώς αυτές οι διαδικασίες σχηματισμού νέφους ενδέχεται να διαφέρουν ανάλογα με την εποχή.»
Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης είναι διαθέσιμα διαδικτυακά στο τεύχος Νοεμβρίου του Ικάρος.
