2014.10.07. - Mérgező a Titan déli pólusa felett örvénylő felhő

A Cassini űrszonda adatai alapján a legnagyobb Szaturnusz-hold déli pólusa közelében két évvel ezelőtt felfedezett felhő örvénylő anyaga a vártnál jóval hidegebb, ráadásul pedig még mérgező is.

A Cassini űrszonda műszerei által rögzített adatok alapján Remco de Kok (Leiden Observatory, SRON Netherlands Institute for Space Research) és munkatársai megállapították, hogy a Szaturnusz legnagyobb holdjának déli pólusa felett 2012 májusában felfedezett hatalmas, örvénylő felhő hőmérséklete a vártnál jóval alacsonyabb és ráadásul egy rendkívül mérgező vegyület, a hidrogén-cianid (HCN) jegét is nagy mennyiségben tartalmazza. de Kok szerint ez azt jelenti, hogy a Titan déli féltekéjén az atmoszféra sokkal gyorsabban hűl, mint azt a korábbi megfigyelések alapján gondolták volna.

A Titan az egyetlen hold a Naprendszerben, amelyet sűrű légkör övez. Ennek köszönhetően az égitesten - anyabolygónkhoz hasonlóan - váltakoznak az évszakok. A Szaturnusz Nap körüli 29 éves keringési periódusának megfelelően mindegyik évszak körülbelül hét földi évig tart. A legújabb szezonális változás 2009-ben vette kezdetét, amikor az északi féltekén a tél tavaszba fordult, a délin pedig a nyár az ősznek adta át a helyét. 2012 májusában, már javában az őszben járva, a Cassini űrszonda egy hatalmas, több száz kilométer átmérőjű örvénylő felhőt fedezett fel a déli pólus környékén, amelyről úgy vélik, hogy megjelenése az évszakváltás következménye. Az objektummal kapcsolatos egyik rejtély a magassága: mintegy 300 kilométerrel a hold felszíne felett lebeg, erről a rétegről pedig a kutatók azt gondolják, hogy nagyon meleg a felhőzet kialakulásához, azaz egyáltalán nem várták, hogy ebben a magasságban ilyen méretű felhőre bukkanjanak.

A Cassini űrszonda felvételei a Szaturnusz Titan holdjának déli pólusa felett 2012-ben felfedezett hatalmas, örvénylő felhőről.
[NASA/JPL-Caltech/ASI/University of Arizona/SSI/Leiden Observatory and SRON]

Annak kiderítésére, hogy mi okozhatta a rejtélyes felhő megjelenését, a kutatók alaposan átfésülték a Cassini megfigyeléseit és a Titan légköre által visszavert napfény spektrumának elemzésével a magyarázat szempontjából fontos nyomra is bukkantak. A szonda vizuális és infravörös spektrométerének (VIMS) adatai szerint - amely a hold felszínének és légkörének kémiai tulajdonságait vizsgálja - a felhőből jövő fény az atmoszféra más részeitől nagyon eltérő összetételről árulkodik: egyértelműen kimutatható benne a fagyott hidrogén-cianid. Ez a vegyület gázként csak kis mennyiségben van jelen a Titan nitrogénben gazdag légkörében. Jég formájában történő megjelenése azért meglepő, mert csak -148 °C alatt kondenzálódik, ami mintegy 100 fokkal alacsonyabb annál, mint amit a modellek a hold felsőlégkörének hőmérsékletére jósolnak.

de Kok és kollégái a Cassini kompozit infravörös spektrométerének (CIRS) méréseit elemezték annak eldöntésére, hogy valóban lehetséges-e ilyen alacsony hőmérséklet az atmoszférában. A CIRS által a különböző magasságokra meghatározott hőmérséklet eloszlása alapján úgy találták, hogy a Titan déli féltekéje gyorsan hűl, lehetővé téve így az óriási toxikus felhő kialakulásához szükséges hideg elérését. A légkörzés 2009 óta hatalmas mennyiségű gázt hajt a déli félteke felé. Amint emiatt a HCN koncentrációja növekszik, a molekulái által elnyelt napenergia infravörösben történő hatékony visszasugárzása miatt a környező gáz intenzíven hűl, amit erősít a közelgő tél miatti csökkenő besugárzás hatása is.

Earl Maize (Cassini projektmenedzser, NASA JPL) szerint az eredmény ismételten jól példázza a már hosszú ideje működő űrszonda és műszerei használhatóságát. A 2017-ben bekövetkező nyári napforduló körüli megfigyelésektől pedig további meglepő felismeréseket is várnak a nagy holddal kapcsolatban.

Az eredményeket részletező szakcikk a Nature magazinban jelent meg.

Forrás:

• ScienceDaily 2014.10.01.