2009.12.03. - Mi­ért aszim­met­ri­kus a Ti­tán szén­hid­ro­gén-ta­va­i­nak el­osz­lá­sa?

A Sza­tur­nusz-pá­lya vi­szony­lag nagy el­nyúlt­sá­ga mi­at­ti vál­to­zó erős­sé­gű be­su­gár­zás le­het a fő fe­le­lő­se an­nak, hogy a Ti­tán me­tán­ta­vai aszim­met­ri­ku­san osz­la­nak el a két fél­te­ke kö­zött.

A Sza­tur­nuszt és hold­ja­it 2004 óta vizs­gá­ló Cas­si­ni űr­szon­da SAR (Synt­he­tic Aper­tu­re Ra­dar) mű­sze­ré­nek ada­tai alap­ján a Ti­tán hold észa­ki fél­te­ké­jén a pó­lus­hoz kö­ze­li ré­gi­ók­ban ta­lál­ha­tó, fo­lyé­kony szén­hid­ro­gé­nek­ből ál­ló ta­vak mint­egy 20-szor ak­ko­ra te­rü­le­tet fog­lal­nak el, mint a dé­li fél­te­ke sar­ki ré­gi­ó­já­hoz kö­ze­li ha­son­ló kép­ződ­mé­nyek. Az észa­ki fél­göm­bön a rész­ben ki­töl­tött vagy a je­len­leg üres ta­vak szá­ma is szig­ni­fi­kán­san na­gyobb, mint a hold dé­li fe­lén. A SAR ada­tai alap­ján elő­ál­lí­tott ké­pe­ken a si­ma fel­szín­rész­le­tek - mint a ta­vak tük­re - sö­té­tek, míg az egyéb, egye­net­len te­rü­le­tek - pél­dá­ul az üres tó­med­rek - vi­lá­go­sak.

Fel­té­ve, hogy az aszim­met­ria nem csak egy vé­let­len kö­vet­kez­mé­nye, amit a Cas­si­ni ál­tal gyűj­tött nagy­mennyi­sé­gű adat is meg­erő­sít, a té­má­val fog­lal­ko­zó ku­ta­tók ko­ráb­ban azt gon­dol­ták, hogy az észa­ki és a dé­li po­lá­ris te­rü­le­tek to­pog­rá­fi­á­já­nak eset­le­ges lé­nye­gi kü­lön­bö­ző­sé­ge okoz­hat­ja a je­len­sé­get. Ilyen el­té­rés azon­ban je­len­leg nem is­mert.

Egy má­sik le­he­tő­ség a sze­zo­ná­lis ha­tás. Mi­vel a Sza­tur­nusz 29,5 év alatt ke­rü­li meg a Na­pot, ezért a Ti­tá­non is ennyi ide­ig tart egy év. Az év­sza­kok te­hát 15 éven­ként vál­ta­koz­nak a két fél­te­kén. Az észa­kin ép­pen most kez­dő­dött el a nyár, a dé­lin pe­dig a tél. A sze­zo­ná­lis vál­to­zást se­gít­sé­gül hí­vó ma­gya­rá­zat sze­rint a me­tán pá­rol­gá­sa és ki­csa­pó­dá­sa (me­tán­esők) is et­től függ: a fo­lya­mat je­len­leg ki­szá­rít­ja a dé­li fél­te­ke ta­va­it, s fel­töl­ti az észa­ki­a­kat.

Od­ed Aha­ron­son (Cal­tech) sze­rint azon­ban ez­zel a ma­gya­rá­zat­tal is van egy kis prob­lé­ma. Je­le­sül az, hogy éven­te csak né­hány mé­te­res szint­vál­to­zást tud meg­ma­gya­ráz­ni, hol­ott a Ti­tán ta­vai át­lag­ban több száz mé­ter mé­lyek, így 15 év alatt nyil­ván nem tud­nak tel­je­sen ki­szá­rad­ni, il­let­ve fel­töl­tőd­ni. Ez az el­kép­ze­lés nem ad szá­mot a két fél­te­ke ki­szá­radt ta­vai szá­má­nak el­té­ré­sé­ről sem. Az észa­ki pó­lus kö­ze­lé­ben ugyan­is há­rom­szor annyi üres tó­me­der van, mint a dé­li pó­lus kö­rül, a rész­ben fel­töl­töt­tek ará­nya pe­dig még en­nél is na­gyobb, kö­rül­be­lül hét­sze­res. Aha­ron­son sze­rint a sze­zo­ná­lis ha­tá­sok a me­tán glo­bá­lis transz­port­já­nak csak egy ré­szé­ért le­het­nek fe­le­lő­sek.

A Ti­tán észa­ki és dé­li fél­te­ké­jé­nek ké­pe a Cas­si­ni ada­tai alap­ján. Az észa­ki fél­gömb po­lá­ris te­rü­le­te­in jó­val na­gyobb a me­tán­ta­vak te­rü­le­te, mint a dé­lin. Az el­kép­ze­lé­sek sze­rint eb­ben, il­let­ve a hosszú idő múl­va va­ló­szí­nű­leg be­kö­vet­ke­ző for­dí­tott ál­la­pot­ban nagy sze­re­pe van a Sza­tur­nusz el­nyúlt pá­lyá­já­nak és a pá­lya­ele­mek hosszú idő­ská­lá­jú vál­to­zá­sá­nak.
[NA­SA/JPL/Cal­tech/Uni­ver­sity of Ari­zo­na/Cas­si­ni Imag­ing Team]

Az Aha­ron­son ál­tal ve­ze­tett ku­ta­tó­cso­port el­kép­ze­lé­se sze­rint a fo­lya­mat­ra a sze­zo­ná­lis ef­fek­tu­sok­nál na­gyobb ha­tás­sal le­het a Sza­tur­nusz Nap kö­rü­li pá­lyá­já­nak el­nyúlt­sá­ga, az, hogy ke­rin­gé­se so­rán je­len­tő­sen vál­to­zik a boly­gó, s ve­le együtt a hold­ja­i­nak Nap­tól mért tá­vol­sá­ga. Emi­att, ami­kor a Ti­tán dé­li fél­te­ké­jén ép­pen nyár van, a hold 12 szá­za­lék­kal kö­ze­lebb van a Nap­hoz, mint ami­kor az észa­ki ré­szén kö­szönt be a me­le­gebb év­szak. En­nek kö­vet­kez­mé­nye­ként az észa­ki nya­rak hosszab­bak és hű­vö­seb­bek, a dé­li­ek pe­dig rö­vi­deb­bek és me­le­geb­bek. Aha­ron­so­nék úgy gon­dol­ják, hogy ez az el­té­rés be­fo­lyá­sol­ja a szén­hid­ro­gé­nek pá­rol­gá­sát és ki­hul­lá­sát az adott fél­te­kén, a két fo­lya­mat ará­nya nem azo­nos az el­len­té­tes év­sza­kok­ban. Ez pe­dig azt je­len­ti, hogy lé­tez­nie kell egy di­rekt, dél­ről észak fe­lé irá­nyu­ló me­tánr­áram­lás­nak, ami nagy­ban hoz­zá­já­rul a ta­vak­kal va­ló fe­dett­ség­ben je­lent­ke­ző kü­lönb­ség­hez.

A je­len­le­gi ál­la­pot azon­ban idő­le­ges. Több tíz­ezer év alatt a Sza­tur­nusz Nap kö­rü­li pá­lyá­ja annyit vál­to­zik, hogy a mos­ta­ni hely­zet ép­pen el­len­té­tes­re for­dul­hat, az­az a dé­li fél­te­kén lesz na­gyobb, az észa­kin pe­dig ki­sebb a fo­lyé­kony me­tán­nal bo­rí­tott kép­ződ­mé­nyek te­rü­let­ará­nya. A Föl­dön is meg­fi­gyel­he­tő ha­son­ló fo­lya­mat az ún. Mi­lan­ko­vich-cik­lus for­má­já­ban, mely­nek so­rán a föl­di víz - szin­tén a föld­pá­lya vál­to­zá­sa okoz­ta klí­ma­vál­to­zá­sok mi­att - fo­lyé­kony ál­la­pot­ból a gleccse­rek­be és a sar­ki jég­sap­kák­ba fagy, majd új­ra ol­vad­ni kezd, jég­kor­sza­kok és me­le­gebb idő­sza­kok rend­sze­res vál­to­zá­sát elő­idéz­ve ez­zel.

For­rás:

• Sci­en­ce­Da­ily 2009.11.30.