Πιστωτική εικόνα: Keck
Καθώς το διαστημικό σκάφος Cassini-Huygens πλησιάζει μια συνάντηση τον Ιούλιο με τον Κρόνο και τον φεγγάρι του Τιτάνα, μια ομάδα του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ, οι αστρονόμοι δημιούργησαν μια λεπτομερή ματιά στο κάλυμμα σύννεφων του φεγγαριού και τι θα δει ο ανιχνευτής Huygens καθώς βουτά στην ατμόσφαιρα του Τιτάνα για να προσγειωθεί στην επιφάνεια.
Η αστρονόμος Imke de Pater και οι συνάδελφοί της στο UC Berkeley χρησιμοποίησαν προσαρμοστικά οπτικά στο τηλεσκόπιο Keck στη Χαβάη για να απεικονίσουν την ομίχλη υδρογονανθράκων που περιβάλλει το φεγγάρι, λαμβάνοντας στιγμιότυπα σε διάφορα υψόμετρα από 150-200 χιλιόμετρα μέχρι την επιφάνεια. Συγκέντρωσαν τις φωτογραφίες σε μια ταινία που δείχνει τι θα αντιμετωπίσει ο Χιούγκενς όταν κατεβαίνει στην επιφάνεια τον Ιανουάριο του 2005, έξι μήνες μετά την είσοδο του διαστημικού σκάφους Cassini σε τροχιά γύρω από τον Κρόνο.
«Στο παρελθόν, μπορούσαμε να δούμε κάθε συνιστώσα της ομίχλης, αλλά δεν ήξερα πού ακριβώς ήταν στη στρατόσφαιρα ή στην τροπόσφαιρα. Αυτές είναι οι πρώτες λεπτομερείς εικόνες της κατανομής της νέφωσης με υψόμετρο », δήλωσε ο ατμοσφαιρικός χημικός Mate Adamkovics, μεταπτυχιακός φοιτητής στο Κολέγιο Χημείας του UC Berkeley. «Είναι η διαφορά μεταξύ μιας ακτινογραφίας της ατμόσφαιρας και μιας μαγνητικής τομογραφίας.»
«Αυτό δείχνει τι μπορεί να γίνει με τα νέα όργανα του Keck Telescope», πρόσθεσε ο de Pater, αναφερόμενος στο Near Infrared Spectrometer (NIRSPEC) τοποθετημένο με το προσαρμοστικό οπτικό σύστημα. «Είναι η πρώτη φορά που έχει δημιουργηθεί μια ταινία, η οποία μπορεί να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε τη μετεωρολογία στον Τιτάνα.»
Ο Adamkovics και ο de Pater σημειώνουν ότι ακόμη και μετά την άφιξη του Cassini στον Κρόνο φέτος, οι επίγειες παρατηρήσεις μπορούν να παρέχουν σημαντικές πληροφορίες για το πώς αλλάζει η ατμόσφαιρα του Τιτάνα με το χρόνο και πώς η κυκλοφορία συνδυάζεται με την ατμοσφαιρική χημεία για να δημιουργήσει αερολύματα στην ατμόσφαιρα του Τιτάνα. Αυτό θα γίνει ακόμα πιο εύκολο το επόμενο έτος όταν το OSIRIS (OH-Suppressing Infra-Red Imaging Spectrograph) έρχεται on-line στα τηλεσκόπια Keck, δήλωσε ο de Pater. Το OSIRIS είναι ένας φασματογράφος ολοκληρωμένου πεδίου σχεδόν υπέρυθρης ακτινοβολίας που έχει σχεδιαστεί για το προσαρμοστικό οπτικό σύστημα του Keck που μπορεί να δειγματοληψήσει ένα μικρό ορθογώνιο επίθεμα ουρανού, σε αντίθεση με το NIRSPEC, το οποίο δειγματοληπτεί μια σχισμή και πρέπει να σαρώσει ένα κομμάτι ουρανού.
Ο De Pater θα παρουσιάσει τα αποτελέσματα και την ταινία την Πέμπτη 15 Απριλίου, σε διεθνές συνέδριο στην Ολλανδία με την ευκαιρία των 375ων γενεθλίων του ολλανδού επιστήμονα Christiaan Huygens. Ο Χιούγκενς ήταν ο πρώτος «επιστημονικός διευθυντής» του Acad? Mie Fran? Aise και ο ανακάλυψης του Τιτάνα, του μεγαλύτερου φεγγαριού του Κρόνου, το 1655. Το τετραήμερο συνέδριο, που ξεκίνησε στις 13 Απριλίου, πραγματοποιείται στο Ευρωπαϊκό Κέντρο Διαστήματος και Τεχνολογίας στο Noordwijk.
Η αποστολή Cassini-Huygens είναι μια διεθνής συνεργασία μεταξύ τριών διαστημικών υπηρεσιών - της Εθνικής Διοίκησης Αεροναυτικής και Διαστήματος, της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος και της Ιταλικής Υπηρεσίας Διαστήματος - με συμμετοχή από 17 έθνη. Ξεκίνησε από το Διαστημικό Κέντρο του Κένεντι στις 15 Οκτωβρίου 1997. Το διαστημικό σκάφος θα φτάσει στον Κρόνο τον Ιούλιο, με τον τροχιά του Cassini να αναμένεται να στείλει δεδομένα για τον πλανήτη και τα φεγγάρια του για τουλάχιστον τέσσερα χρόνια. Ο τροχιάς θα μεταδώσει επίσης δεδομένα από τον ανιχνευτή Huygens καθώς βυθίζεται στην ατμόσφαιρα του Τιτάνα και αφού προσγειωθεί στην επιφάνεια τον επόμενο χρόνο.
Αυτό που κάνει τον Τιτάνα τόσο ενδιαφέρον είναι η φαινομενική ομοιότητά του με μια νεαρή Γη, μια εποχή που η ζωή πιθανώς προέκυψε και πριν το οξυγόνο άλλαξε τη χημεία του πλανήτη μας. Οι ατμόσφαιρες τόσο του Τιτάνα όσο και της πρώιμης Γης κυριαρχούσαν από σχεδόν την ίδια ποσότητα αζώτου.
Η ατμόσφαιρα του Τιτάνα έχει μια σημαντική ποσότητα αερίου μεθανίου, η οποία μεταβάλλεται χημικά από το υπεριώδες φως στην ανώτερη ατμόσφαιρα ή τη στρατόσφαιρα, για να σχηματίσει υδρογονάνθρακες μακράς αλυσίδας, οι οποίοι συμπυκνώνονται σε σωματίδια που δημιουργούν μια πυκνή ομίχλη. Αυτοί οι υδρογονάνθρακες, που θα μπορούσαν να είναι σαν λάδι ή βενζίνη, τελικά καταλήγουν στην επιφάνεια. Οι παρατηρήσεις ραντάρ δείχνουν επίπεδες περιοχές στην επιφάνεια του φεγγαριού που θα μπορούσαν να είναι πισίνες ή λίμνες προπανίου ή βουτανίου, δήλωσε ο Adamkovics.
Οι αστρονόμοι μπόρεσαν να διαπεράσουν την ομίχλη υδρογονανθράκων για να κοιτάξουν στην επιφάνεια χρησιμοποιώντας επίγεια τηλεσκόπια με προσαρμοστικά οπτικά ή ιντερφερόμετρα στίγματος, και με το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, πάντα με φίλτρα που επιτρέπουν στα τηλεσκόπια να βλέπουν μέσω «παραθύρων» στην ομίχλη όπου το μεθάνιο δεν απορροφά.
Η απεικόνιση της ίδιας της ομίχλης δεν ήταν τόσο εύκολη, κυρίως επειδή οι άνθρωποι έπρεπε να παρατηρήσουν σε διαφορετικά μήκη κύματος για να το δουν σε συγκεκριμένα υψόμετρα.
«Μέχρι τώρα, ό, τι γνωρίζαμε για την κατανομή της ομίχλης προήλθε από ξεχωριστές ομάδες χρησιμοποιώντας διαφορετικές τεχνικές, διαφορετικά φίλτρα», δήλωσε ο Adamkovics. «Τα παίρνουμε όλα αυτά με μία κίνηση: η τρισδιάστατη κατανομή της ομίχλης στον Τιτάνα, πόσο σε κάθε μέρος του πλανήτη και πόσο ψηλά στην ατμόσφαιρα, σε μια παρατήρηση».
Το όργανο NIRSPEC στο τηλεσκόπιο Keck μετρά την ένταση μιας ζώνης μήκους κύματος σχεδόν υπέρυθρων καθώς σαρώνει περίπου 10 φέτες κατά μήκος της επιφάνειας του Τιτάνα. Αυτή η τεχνική επιτρέπει την ανακατασκευή της ομίχλης έναντι του υψομέτρου, διότι συγκεκριμένα μήκη κύματος πρέπει να προέρχονται από συγκεκριμένα υψόμετρα ή διαφορετικά δεν θα είναι ορατά λόγω απορρόφησης.
Η ταινία Adamkovics και de Pater μαζί παρουσιάζει μια κατανομή θολότητας παρόμοια με αυτήν που είχε παρατηρηθεί πριν, αλλά πιο ολοκληρωμένη και συναρμολογημένη με πιο φιλικό προς τον χρήστη τρόπο. Για παράδειγμα, η ομίχλη στην ατμόσφαιρα πάνω από τον Νότιο Πόλο είναι πολύ εμφανής, σε υψόμετρο μεταξύ 30 και 50 χιλιομέτρων. Αυτή η ομίχλη είναι γνωστό ότι σχηματίζεται εποχιακά και διαλύεται κατά τη διάρκεια του Τιτάνα «έτος», που είναι περίπου 29 1/2 χρόνια στη Γη.
Η στρωματοσφαιρική ομίχλη στα 150 χιλιόμετρα είναι ορατή σε μια μεγάλη περιοχή στο βόρειο ημισφαίριο αλλά όχι στο νότιο ημισφαίριο, μια ασυμμετρία που παρατηρήθηκε προηγουμένως.
Στην τροπόπαυση του νότιου ημισφαιρίου, στα σύνορα μεταξύ της χαμηλότερης ατμόσφαιρας και της στρατόσφαιρας σε ύψος περίπου 42 χιλιομέτρων, η ομίχλη cirrus είναι ορατή, ανάλογη με την ομίχλη cirrus στη Γη.
Οι παρατηρήσεις έγιναν στις 19, 20 και 22 Φεβρουαρίου 2001, από τον de Pater και τον συνάδελφό του Henry G. Roe του Τεχνολογικού Ινστιτούτου Καλιφόρνιας, και αναλύθηκαν από τον Adamkovics χρησιμοποιώντας μοντέλα της Caitlin A. Griffith του Πανεπιστημίου της Αριζόνα, συν-συγγραφέας SG Gibbard του Lawrence Livermore National Laboratory.
Η εργασία χρηματοδοτήθηκε εν μέρει από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών και το Κέντρο Τεχνολογίας για Προσαρμοσμένη Οπτική.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο τύπου UC Berkeley
