2015.11.17. - Óriási jégfelhőt fedeztek fel a Titan déli pólusa felett

A Cassini űrszonda infravörös észlelései alapján óriási jégfelhőt fedeztek fel a gyűrűs bolygó legnagyobb holdjának déli pólusa felett, ez pedig arra utal, hogy a Titan déli féltekéjén tényleg elkezdődött a tél.

A hatalmas jeges felhő a hold sztratoszférájának alsó és középső rétegeiben helyezkedik el, közvetlenül az aktív időjárási jelenségeket produkáló troposzféra felett. A Cassini kamerája már korábban is megörökített egy, a Titan déli pólusa felett körülbelül 300 kilométer magasságban lebegő lenyűgöző felhőt. Az először 2012-ben lencsevégre kapott képződmény azonban csak a "jéghegy csúcsának" bizonyult: a most felfedezett alacsonyabb, a sztratoszférába mintegy 200 kilométer magasságig felnyúló felhő tömege sokkal nagyobb.

A légköri képződményt a Cassini űrszonda CIRS (Composite Infrared Spectrometer) műszerével detektálták, amely az infravörös hullámhossz-tartományban térképezi a Titan légkörének rétegződését. A felhő sűrűsége a földi köd sűrűségéhez hasonlóan kicsi, a teteje azonban valószínűleg nagyjából vízszintes. Carrie Anderson (NASA Goddard Space Flight Center) szerint az infravörös adatokból első ránézésre teljesen egyértelmű volt a jégfelhő jelenléte, annyira, hogy szinte kiütötte a szemüket. Az elmúlt néhány évben a Cassini - első űreszközként - már végzett arra utaló megfigyeléseket, hogy a Titan déli féltekéjén lassan kezdődik a tél. Mivel a holdon mindegyik évszak körülbelül 7,5 földi évig tart, a déli póluson még javában tartani fog a tél, amikor a szonda küldetése 2017-ben befejeződik.

Először ez a 2012-ben készült felvétel utalt a Titan déli pólusának környezetében elkezdődött változásokra. A Cassini kamerája által megörökített impozáns felhő körülbelül 300 kilométer magasságban lebeg a hold légkörében. Most egy ennél is nagyobb képződményt detektált a szonda infravörös spektrométere.
[NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute]

A Titan pólusai feletti jégfelhők nem ugyanolyan módon formálódnak, mint a földi esőfelhők. Utóbbiak esetében a felszínről elpárolgó víz egyre hidegebb rétegeken halad át, amint a troposzférán keresztül emelkedik. Felhők akkor jönnek létre, amikor a vízpára eléri azt a magasságot, ahol a hőmérséklet és a nyomás már megfelelő a kondenzációhoz. A Titan metánfelhői is így alakulnak ki. A poláris felhők azonban magasabban és eltérő folyamat eredményeként keletkeznek. A légköri cirkuláció a melegebb félteke pólusának környékéről a hidegebb pólus felé szállítja a gázokat. Ott a meleg levegő az ülepedésnek nevezett folyamat során lesüllyed, majdnem ugyanúgy, ahogyan a víz folyik ki a fürdőkádból. A szénhidrogénekből és nitrogéntartalmú vegyületekből (nitrilekből) álló gázkeverék süllyedés közben egyre hidegebb rétegeken halad át, a különböző gázok pedig különböző hőmérsékleteken kondenzálódnak, széles magasság-tartományban kialakítva így a réteges szerkezetet. A Cassini 2004-es megérkezésekor éppen tél közepe volt a Titan északi féltekéjén, de amint a tél tavaszba fordult, eltűntek az északi pólus környékéről a jégfelhők, ezzel párhuzamosan pedig megjelentek a déli pólusnál. A déli felhőképződés azt jelzi, hogy a Titan globális légkörzése változik.

A sarki jégfelhők méretének, magasságának és összetételének vizsgálata segítheti a kutatókat a titani tél természetének és zordságának megértésében. A Cassini kamerája által korábban megörökített jégfelhő tanulmányozásával a kutatók meghatározták a déli pólus környékén uralkodó hőmérsékletet, ami -150 °C-nak adódott. A most detektált felhő a sztratoszféra alsó részén helyezkedik el, ahol még ennél is hidegebb van. A jégszemcsék hidrogént, szént és nitrogént tartalmazó vegyületek keverékei, Anderson és munkatársai az északi pólus környékén is találtak ugyanilyen jeleket a CIRS adataiban, de azok sokkal gyengébbek voltak, mint a déli pólusról származók. Az éles eltérés arra utal, hogy a tél kezdete sokkal keményebb, mint a vége. Anderson kollégája, Robert Samuelson (GSFC) szerint a titani tél korai szakaszának megfigyelése rendkívül érdekes: minden, a déli pólussal kapcsolatos észlelés arra utal, hogy a déli tél kezdete sokkal zordabb, mint az északi félteke telének vége.

Az eredményeket részletező előadás az American Astronomical Society bolygótudományokkal foglalkozó részlege (Division of Planetary Sciences) éves találkozóján (National Harbor, Maryland) hangzott el.

Forrás:

• ScienceDaily 2015.11.12.