Kép jóváírása: Keck
Ahogy a Cassini-Huygens űrhajó közeledik egy júliusi találkozáshoz a Szaturnussal és a hold Titannal, a kaliforniai Berkeley Egyetem csapata, a csillagászok részletes képet készítettek a hold felhőfedéséről és arról, hogy mit fog látni a Huygens szonda, amikor merül a légkörben. Titán felszállni a felszínre.
Imke de Pater csillagász és UC Berkeley kollégái adaptív optikát használtak a hawaii Keck-távcsőn, hogy ábrázolják a szénhidrogén-ködöt, amely körülveszi a holdot, és pillanatfelvételeket készített különféle magasságokban 150-200 kilométerre a felszínről. Összeállították a képeket egy filmbe, amely megmutatja, hogy Huygens mikor fog találkozni, amikor 2005. januárjában, a hat hónap elteltével, amikor a Cassini űrhajó Szaturnusz körüli pályára lépett, felszínre száll.
„Korábban láthattuk a köd minden alkotóelemét, de nem tudtuk, hogy pontosan hol helyezkedik el a sztratoszféra vagy a troposzféra. Ez az első részletes kép a köd magasságbeli eloszlásáról ”- mondta Mate Adamkovics légköri vegyész, az UC Berkeley Kémiai Főiskola végzős hallgatója. "Ez a különbség a légkör röntgenfelvétele és az MRI között."
„Ez megmutatja, hogy mit lehet tenni a Keck-távcső új műszereivel” - tette hozzá de Pater, utalva az adaptív optikai rendszerrel felszerelt közeli infravörös spektrométerre (NIRSPEC). "Ez az első alkalom, amikor filmet készítenek, amely segít megérteni a Titan meteorológiáját."
Adamkovics és de Pater megjegyzi, hogy még ha Cassini is eljut a Szaturnuszhoz, a földi megfigyelések fontos információkat szolgáltathatnak arról, hogy a Titan légköre hogyan változik az idő múlásával, és hogy a keringés miként párosul a légköri kémiai folyamatokkal, így aeroszolokat képez a Titan légkörében. Ez még könnyebbé válik jövőre, amikor az OSIRIS (OH-szuppresszáló infravörös képalkotó spektrográf) online elérhetővé válik a Keck-távcsövekben - mondta de Pater. Az OSIRIS egy közel-infravörös integrált terepi spektrográf, amelyet a Keck adaptív optikai rendszeréhez fejlesztettek ki, és amely egy kis téglalap alakú ég foltot mintázhat, ellentétben a NIRSPEC-rel, amely résmintát vesz fel, és letapogat egy égfelületet.
De Pater az eredményeket és a filmet április 15-én, csütörtökön mutatja be Hollandiában, nemzetközi konferencián, Christiaan Huygens holland tudós 375. születésnapjának alkalmából. Huygens volt az Acad? Mie Françaisise első „tudományos igazgatója” és a Titan felfedezője, a Szaturnusz legnagyobb holdja 1655-ben. A négynapos konferencia, amely április 13-án kezdődött, az Európai Űr- és Technológiai Központban zajlik. Noordwijk-ben.
A Cassini-Huygens küldetés három űrügynökség - a Nemzeti Repülési és Űrügynökség, az Európai Űrügynökség és az Olasz Űrügynökség - nemzetközi együttműködése, amely 17 nemzet közreműködésével jár. A Kennedy Űrközpontból indították 1997. október 15-én. Az űrhajó júliusban érkezik a Szaturnuszba. A Cassini pályafutójának várhatóan legalább négy évig vissza kell küldenie a bolygóra és holdjaira vonatkozó adatokat. A keringtető a továbbiakban továbbítja a Huygens-szonda adatait, amikor az átjut a Titán légkörén, és miután a jövőre a felszínre száll.
A Titánt annyira érdekessé teszi, hogy látszólag hasonlít egy fiatal Földre, egy olyan korszakba, amikor feltehetően az élet merült fel, és még azelőtt, hogy az oxigén megváltoztatta bolygónk kémiáját. Mind a Titán, mind a korai Föld légkörében csaknem azonos mennyiségű nitrogén uralkodott.
A Titán légkörében jelentős mennyiségű metángáz van, amelyet az ultraibolya fény a felső atmoszférában vagy sztratoszférában kémiailag megváltoztat, és így hosszú láncú szénhidrogéneket képez, amelyek részecskékké kondenzálódnak, és sűrű köd keletkeznek. Ezek a szénhidrogének, amelyek lehetnek olaj vagy benzin, lehetnek a felszínen. A radarmegfigyelések sík területeket mutatnak a hold felszínén, amelyek propán vagy bután medencéi vagy tavai lehetnek - mondta Adamkovics.
A csillagászok képesek voltak átszúrni a szénhidrogén-ködöt, hogy a felszínre nézzenek, adaptív optikával vagy spektrum-interferometriával ellátott földi távcsövek segítségével, és a Hubble űrteleszkóp segítségével, mindig olyan szűrőkkel, amelyek lehetővé teszik a távcsövek számára, hogy az ablakokon áthaladjanak a ködben. A metán nem szív fel.
A köd képpel történő ábrázolása nem volt ilyen egyszerű, elsősorban azért, mert az embereknek különféle hullámhosszon kellett megfigyelniük, hogy bizonyos magasságon láthassák.
"Mostanáig az, amit tudtunk a köd eloszlásáról, különálló csoportoktól származik, különböző technikákkal, különböző szűrőkkel" - mondta Adamkovics. "Mindezt egy pillanat alatt megkapjuk: a köd 3D-s eloszlása a Titanon, egy megfigyelés során, hogy mennyi a bolygó minden helyén és milyen magas a légkörben."
A Keck-távcsövön lévő NIRSPEC műszer egyszerre méri a közeli infravörös hullámhosszúság intenzitását, amikor körülbelül 10 szeletet szkennel a Titan felületén. Ez a technika lehetővé teszi a köd rekonstruálását a magasság függvényében, mivel a meghatározott hullámhosszoknak meghatározott magasságoktól kell származniuk, vagy az abszorpció miatt egyáltalán nem lennének láthatóak.
Az Adamkovics és a De Pater film összeomlik a korábban megfigyelthez hasonló homályos eloszlással, de teljesebb és felhasználóbarát módon összeállítva. Például a déli pólus felett a légköri köd nagyon nyilvánvaló, 30-50 kilométer tengerszint feletti magasságban. Ez a köd ismert módon szezonálisan formálódik és eloszlik a Titán „év” alatt, amely körülbelül 29 1/2 Földév.
Körülbelül 150 kilométerre eső sztratoszférikus köd látható az északi félteké nagy részén, de a déli féltekén nem - ez a korábban megfigyelt aszimmetria.
A déli félteké tropopauzájában, az alsó légkör és a sztratoszféra közötti határ körülbelül 42 kilométeres magasságán látható a cirrus-köd, hasonlóan a Föld cirrus-ködéhez.
A megfigyeléseket 2001. február 19-én, 20-án és 22-én készítette de Pater és Henry G. Roe kollégája, a kaliforniai Technológiai Intézet, majd Adamkovics elemezte azokat az modellek felhasználásával, amelyeket Caitlin A. Griffith készített az arizonai egyetemen, társszerzője, SG Gibbard, a Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium.
A munkát részben a Nemzeti Tudományos Alapítvány és az Adaptív Optika Technológiai Központ támogatta.
Eredeti forrás: UC Berkeley sajtóközlemény
