Vigtigste CassiniCassini-proben opdager metanis-krystaller i Titans atmosfære

Cassini-proben opdager metanis-krystaller i Titans atmosfære

Cassini : Cassini-proben opdager metanis-krystaller i Titans atmosfære

I løbet af Titan's flyby fra 2006 fangede Cassini Space Probe nogle af de mest detaljerede billeder af Saturns største måne. Blandt dem var en der viser de høje skyformationer over Titans nordpol (vist ovenfor). Interessant nok ligner disse skyformationer en stærk lighed med dem, der ses i Jordens egen polære stratosfære.

I modsætning til Jordens, er disse skyer imidlertid udelukkende sammensat af flydende metan og etan. I betragtning af Titans utrolige lave temperaturer - minus 185 ° C (-300 ° F) - er det ikke overraskende, at der findes en sådan tæt atmosfære af flydende kulbrinter, eller at metheanhav dækker planeten.

Det overraskende er imidlertid det faktum, at der også findes metankrystaller i denne atmosfære. Otte år efter, at fotografierne af Titans nordpol blev taget, har astronomer konkluderet, at denne region også indeholder spormængder metanis.

”Ideen om, at metanskyer kunne danne dette højt på Titan, er helt ny, ” sagde Carrie Anderson, en Cassini-deltagende videnskabsmand ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, og hovedforfatter af undersøgelsen. "Ingen overvejede det som muligt før."

Andre stratosfæriske skyer var allerede blevet identificeret på Titan, herunder ethanskyer - et kemikalie dannet efter metans nedbrud. Der er også fundet delikate skyer af cyanoacetylen og brintcyanid, der dannes fra reaktioner af metanbiprodukter med nitrogenmolekyler.

Men skyer af frosset metan blev betragtet som usandsynlige i Titans stratosfære. Fordi troposfæren fælder det meste af fugtigheden, kræver stratosfæriske skyer ekstrem kulde. Selv stratosfære-temperaturen på minus 203 ° C (-333 ° F), observeret af Cassini lige syd for ækvator, var ikke kold nok til at lade den ringe metan i dette område af atmosfæren kondensere til is.

Et sammensat billede af Titans atmosfære, skabt ved hjælp af blå, grønne og røde spektralfiltre for at skabe en forbedret farvevisning. Billedkredit: NASA / JPL / Space Science Institute

Hvad Anderson og hendes Goddard-medforfatter, Robert Samuelson, bemærkede, er, at temperaturerne i Titans nedre stratosfære ikke er ens på alle breddegrader. Dette var baseret på data hentet fra Cassinis Composite Infrared Spectrometer og rumfartøjets radiovidenskabsinstrument, som viste, at højtemperaturen nær nordpolen var meget koldere end den lige syd for ækvator.

Det viser sig, at denne temperaturforskel - så meget som 6 ° C (11 ° F) - er mere end nok til at give methanis.

Andre observationer foretaget af Titans skysystem understøtter denne konklusion, såsom hvordan visse regioner forekommer tættere end andre, og de større detekterede partikler er den rigtige størrelse for metan. De bekræftede også, at den forventede mængde methan - 1, 5%, som er nok til at danne ispartikler - er til stede i den nedre polære stratosfære.

Desuden bekræfter observationen visse modeller af, hvordan Titans atmosfære menes at fungere.

I henhold til denne model har Titan et globalt cirkulationsmønster, hvor varm luft i sommerhalvkuglen breder sig op fra overfladen og kommer ind i stratosfæren og langsomt kommer vej til vinterpolen. Der synker luftmassen ned og afkøles, når den falder ned, hvilket gør det muligt for dannelse af de stratosfæriske metanskyer.

"Cassini har støt indsamlet bevis for dette globale cirkulationsmønster, og identificeringen af ​​denne nye metansky er en anden stærk indikator for, at processen fungerer, som vi tror, ​​den gør, " sagde Michael Flasar, Goddard-videnskabsmand og hovedundersøger for Cassinis sammensatte infrarøde Spektrometer (CIRS).

Ligesom jordens stratosfæriske skyer, lå Titans metansky nær vinterpolen, over 65 grader nordlig bredde. Anderson og Samuelson estimerer, at denne type skysystem - som de kalder indfaldsinduceret metansky (eller SIMC'er for kort) - kunne udvikle sig mellem 30.000 og 50.000 meter (98.000 til 164.000 fod) i højde over Titans overflade.

”Titan forbliver forbløffende med naturlige processer, der ligner dem på Jorden, men involverer dog materialer, der adskiller sig fra vores kendte vand, ” sagde Scott Edgington, Cassini-viceprojektforsker ved NASAs Jet Propulsion Laboratory (JPL) i Pasadena, Californien. "Når vi nærmer os det sydlige vintersolverv på Titan, vil vi yderligere undersøge, hvordan disse skydannelsesprocesser kan variere med sæsonen."

Resultaterne af denne undersøgelse er tilgængelige online i novemberudgaven af Icarus.

Yderligere læsning: NASA / GSC

Kategori:
Planck “Star” for at rejse sig fra sorte huller?
Nu ved vi, hvornår stjerner passerer gennem Oort-skyen