Κατά την προετοιμασία για την επίσκεψη του Cassini στο φεγγάρι του Κρόνου, ο Τιτάν, οι ερευνητές περίμεναν να δουν τον τόπο να πλημμυρίζει στο αιθάνιο - ένα υποπροϊόν της διάσπασης του μεθανίου. Είναι πιθανό αυτό το νέφος να βρέξει αιθάνιο το καλοκαίρι και στη συνέχεια να συμπυκνωθεί γύρω από τον πόλο το χειμώνα, συσσωρεύοντας ως πάγος.
Το Φασματόμετρο οπτικής και υπέρυθρης χαρτογράφησης του Cassini (VIMS) εντόπισε αυτό που φαίνεται να είναι ένα τεράστιο σύννεφο αιθανίου που περιβάλλει τον βόρειο πόλο του Τιτάνα. Το σύννεφο μπορεί να χιονίζει νιφάδες χιονιού αιθανίου σε λίμνες μεθανίου παρακάτω.
Το σύννεφο μπορεί να είναι η ένδειξη που απαιτείται για την επίλυση ενός παζλ που έχει προκαλέσει σύγχυση στους επιστήμονες που μέχρι στιγμής έχουν δει λίγα στοιχεία για ένα πέπλο από σύννεφα αιθανίου και επιφανειακά υγρά που αρχικά θεωρούσαν αρκετά εκτεταμένα για να καλύψουν ολόκληρη την επιφάνεια του Τιτάνα με ωκεανό βάθους 300 μέτρων. .
Πριν από την έναρξη της αποστολής του Cassini-Huygens στον Τιτάνα το 2004, «Περιμέναμε να δούμε πολλά αιθάνιο - τεράστια σύννεφα αιθανίου σε όλα τα γεωγραφικά πλάτη και εκτεταμένες θάλασσες στην επιφάνεια του γιγαντιαίου φεγγαριού Titan του Κρόνου», δήλωσε ο πλανητικός επιστήμονας του Πανεπιστημίου της Αριζόνα Caitlin Griffith.
Αυτό συμβαίνει επειδή το ηλιακό υπεριώδες φως διασπά ανεπανόρθωτα το μεθάνιο στην ατμόσφαιρα αζώτου του Τιτάνα. Το αιθάνιο είναι μακράν το πιο άφθονο παραπροϊόν όταν διαλύεται το μεθάνιο. Εάν το μεθάνιο ήταν συστατικό της ατμόσφαιρας καθ 'όλη τη διάρκεια ζωής του Τιτάνα 4,5 δισεκατομμυρίων ετών - και δεν υπήρχε κανένας λόγος να υποψιαστεί ότι δεν είχε - το μεγάλο φεγγάρι θα ήταν καταπληκτικό με τις θάλασσες του αιθανίου, θεωρούν οι επιστήμονες.
Το ραντάρ του διαστημικού σκάφους Cassini της NASA βρήκε λίμνες στα βόρεια γεωγραφικά πλάτη του Τιτάνα σε μια μύγα τον περασμένο Ιούλιο στις 22 Ιουλίου. Ωστόσο, «γνωρίζουμε τώρα ότι η επιφάνεια του Τιτάνα στερείται σε μεγάλο βαθμό από λίμνες και ωκεανούς», δήλωσε ο Γκρίφιθ. Είναι μέλος της ομάδας Cassini VIMS με έδρα το UA, με επικεφαλής τον καθηγητή Robert Brown του Lunar και Planetary Lab της UA.
Το λείπει αιθάνιο είναι ακόμη πιο μυστηριώδες, επειδή οι εικόνες του Cassini υποδηλώνουν ότι άλλα λιγότερο άφθονα στερεά ιζήματα από τις φωτοχημικές αντιδράσεις στην ατμόσφαιρα του Τιτάνα έχουν σχηματίσει αμμόλοφους και κάλυψαν κρατήρες στην επιφάνειά του, είπε ο Griffith.
Η VIMS έκανε την πρώτη ανίχνευση του τεράστιου πολικού αιθανίου του Τιτάνα όταν ανίχνευσε τα υψηλά βόρεια γεωγραφικά πλάτη του Τιτάνα στο Cassini flybys τον Δεκέμβριο του 2004, τον Αύγουστο του 2005 και τον Σεπτέμβριο του 2005.
Το VIMS ανίχνευσε το σύννεφο του κύκρου ως φωτεινή ζώνη σε υψόμετρα από 30 χλμ έως 60 χλμ. Στην άκρη του Αρκτικού κύκλου του Τιτάνα, μεταξύ 51 μοιρών και 69 μοιρών βόρειο γεωγραφικό πλάτος. Το VIMS είδε μόνο ένα μέρος του σύννεφου επειδή το μεγαλύτερο μέρος της βόρειας πολικής περιοχής βρίσκεται στη σκιά του χειμώνα και δεν θα φωτιστεί πλήρως μέχρι το 2010, σημείωσε ο Griffith.
«Οι παρατηρήσεις μας υπονοούν ότι οι επιφανειακές εναποθέσεις αιθανίου θα πρέπει να εντοπίζονται συγκεκριμένα στους πόλους, αντί να διανέμονται παγκοσμίως στον δίσκο του Τιτάνα όπως υποτίθεται προηγουμένως», δήλωσε ο Griffith. «Αυτό μπορεί να εξηγήσει εν μέρει την έλλειψη υγρών ωκεανών και σύννεφων αιθανίου στα μεσαία και χαμηλότερα γεωγραφικά πλάτη του Τιτάνα.»
«Πιστεύουμε ότι το αιθάνιο βρέχει ή, εάν οι θερμοκρασίες είναι αρκετά δροσερές, χιονίζει τώρα στον βόρειο πόλο. Όταν αλλάζουν οι εποχές, περιμένουμε το αιθάνιο να συμπυκνωθεί στο νότιο πόλο κατά τη διάρκεια του χειμώνα του », δήλωσε ο Griffith. Εάν οι πολικές συνθήκες είναι τόσο δροσερές όσο λένε οι προβλέψεις, το αιθάνιο θα μπορούσε να συσσωρευτεί ως πολικός πάγος.
Το αιθάνιο διαλύεται σε μεθάνιο, το οποίο οι επιστήμονες προβλέπουν ότι βρέχει από την ατμόσφαιρα στο βόρειο πόλο κατά τη διάρκεια του δροσερού χειμώνα του. «Κατά τη διάρκεια των πολικών χειμώνων, περιμένουμε από τα πεδινά να λικνίζουν λίμνες μεθανίου που είναι πλούσιες σε αιθάνιο», σημείωσε ο Griffith. «Ίσως αυτές είναι οι λίμνες που απεικονίστηκαν πρόσφατα από τον Cassini.»
Εάν το αιθάνιο παρήχθη με τον σημερινό ρυθμό για όλη τη διάρκεια ζωής του Τιτάνα, συνολικά δύο χιλιόμετρα αιθανίου θα είχαν καταβυθιστεί πάνω από τους πόλους. Αλλά αυτό φαίνεται απίθανο, είπε ο Γκρίφιθ.
Οι επιστήμονες δεν έχουν άμεσες ενδείξεις για πολικά καλύμματα πάγου αιθανίου. Ο βόρειος πόλος του Τιτάνα βρίσκεται στο σκοτάδι του χειμώνα και οι κάμερες Cassini δεν έχουν ακόμη δει στο ανακλώμενο φως. Οι κάμερες Cassini έχουν απεικονίσει τον νότιο πόλο του Τιτάνα. «Η μορφολογία που φαίνεται σε αυτές τις εικόνες δεν υποδηλώνει πολικό πάγο δύο χιλιομέτρων, αλλά οι εικόνες δείχνουν χαρακτηριστικά ροής», δήλωσε ο Griffith.
«Θα αρχίσουμε να κάνουμε περισσότερα πολικά περάσματα τους επόμενους μήνες», πρόσθεσε. «Μέχρι το τέλος του επόμενου έτους η Cassini θα έχει καταγράψει το πρώτο προφίλ πολικής θερμοκρασίας του Τιτάνα, το οποίο θα μας πει πόσο κρύες είναι οι συνθήκες στον πόλο.»
Ο Griffith είναι ο πρώτος συγγραφέας του άρθρου, "Αποδεικτικά στοιχεία για ένα Polar Ethane Cloud on Titan", που δημοσιεύθηκε στο τρέχον (15 Σεπτεμβρίου) τεύχος της Επιστήμης. Ο Paulo Pinteado και ο επικεφαλής της ομάδας VIMS Robert Brown του UA και ερευνητές από τη Γαλλία, το Jet Propulsion Laboratory στο Pasadena της Καλιφόρνια, η Γεωλογική Έρευνα των ΗΠΑ, το Πανεπιστήμιο Cornell, το NASA Ames Research Center, η Πορτογαλία και η Γερμανία είναι συν-συγγραφείς.
Οι Griffith, Pinteado και Robert Kursinski του UA συνεργάστηκαν νωρίτερα σε μελέτες για τα σύννεφα μεθανίου χιλίων μιλίων που συγκροτούν τον Τιτάνα στα νότια γεωγραφικά πλάτη. Κατέληξαν στο συμπέρασμα από την ανάλυση των εικόνων VIMS ότι αυτά τα πολύ εντοπισμένα σύννεφα μεταφοράς, τα οποία αποτελούνται από μεθάνιο, προκύπτουν από τη θέρμανση του καλοκαιριού όσο σχηματίζονται καταιγίδες στη Γη.
Το όργανο VIMS είναι ένα φασματόμετρο απεικόνισης που παράγει ένα ειδικό σύνολο δεδομένων που ονομάζεται κύβος εικόνας. Παίρνει μια εικόνα ενός αντικειμένου σε πολλά χρώματα ταυτόχρονα. Μια συνηθισμένη βιντεοκάμερα παίρνει εικόνες σε τρία κύρια χρώματα (κόκκινο, πράσινο και μπλε) και τις συνδυάζει για να παράγει εικόνες όπως φαίνεται από το ανθρώπινο μάτι. Το όργανο VIMS λαμβάνει εικόνες σε 352 ξεχωριστά μήκη κύματος ή χρώματα, εκτείνοντας μια σφαίρα χρωμάτων πολύ πιο πέρα από αυτά που είναι ορατά στον άνθρωπο. Όλα τα υλικά αντανακλούν το φως με μοναδικό τρόπο. Έτσι μόρια οποιουδήποτε στοιχείου ή ένωσης μπορούν να ταυτοποιηθούν από τα μήκη κύματος που αντανακλούν ή απορροφούν, τα φάσματα «υπογραφής» τους.
Η αποστολή Cassini-Huygens είναι ένα έργο συνεργασίας της NASA, της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος και της Ιταλικής Υπηρεσίας Διαστήματος. Το Jet Propulsion Laboratory, ένα τμήμα του Τεχνολογικού Ινστιτούτου Καλιφόρνιας στην Πασαντένα της Καλιφόρνια, διαχειρίζεται την αποστολή για τη Διεύθυνση Επιστημονικής Αποστολής της NASA, Ουάσιγκτον, DC. Ο τροχίσκος Cassini και οι δύο ενσωματωμένες κάμερες του σχεδιάστηκαν, αναπτύχθηκαν και συναρμολογήθηκαν στο JPL. Η ομάδα Φασματόμετρο οπτικής και υπέρυθρης χαρτογράφησης εδρεύει στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα στο Tucson.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο Τύπου του Πανεπιστημίου της Αριζόνα
