Астрономи разкриха нови детайли за атмосферата на Титан

За първи път учените откриха конвективни метанови облаци в Северното полукълбо на Титан – най-големият спътник на Сатурн. Те се издигат в най-високите слоеве на атмосфeрата.

Откритието е направено от международна група астрономи под ръководството на Конър Никсън от Центъра за космически полети на НАСА.

Наблюденията са се случили през ноември 2022 г. и юли 2023 г. с помощта на обсерваторията „Кек“, на Хавай, САЩ, и космическият телескоп James Webb.

Изследователите са проследили еволюцията и изменението на облаците близо до Северния полюс на Титан.

Наблюденията са особено ценни, защото се проведоха в региона, където комическият апарат „Касини“ откри по-рано метаново море и езеро.

На Земята най-ниският слой на атмосферата (тропосферата) се простира на височина около 12 км. На Титан, където гравитацията е по-ниска, този слой достига 45 км.

Метанът на спътника на Сатурн играе същата роля като водата на нашата планета. Той се изпарява от повърхността и се издига в атмосферата, където се получава кондензация и се образуват метанови облаци. Понякога пада като студен, маслен дъжд върху твърда повърхност.

„Титан е единственото друго място в нашата Слънчева система, където времето е подобно на земното, тъй като има облаци и валежи на повърхността си“, отбелязват авторите на изследването, пише Nature.

Получените данни ни позволяват да разберем по-добре климатичните характеристики на Титан – как облаците влияят на валежите и как се попълват запасите от метан, изпаряващ се от езерата.

Учените успяха да проследят вертикалното движение на облаците в атмосферата на далечно небесно тяло.

Използвайки инфрачервени филтри от камерата NIRC2 на обсерваторията „Кек“, те са открили, че облаците постепенно се издигат в по-високите слоеве на атмосферата, подобно на атмосферните конвекционни клетки на Земята.

Проучването хвърля светлина и върху химичните процеси в атмосферата на Титан.

Данни от космическия телескоп Webb разкриха за първи път метиловия радикал CH3, молекула, образувана при разграждането на метана от слънчева светлина или енергийни електрони от магнитосферата на Сатурн.

Той е способен да се комбинира с други молекули или със себе си, за да образува вещества, подобни на етан (C2H6). Получените молекули кондензират и падат на повърхността като дъжд, образувайки езера и морета на Титан.

Наблюденията позволиха на учените да наблюдават химични реакции в реално време, а не само да анализират изходните материали и крайните продукти, обясниха авторите на работата.

Дългосрочните последици от тези процеси биха могли да бъдат ключови за Титан.

Изследователите отбелязват, че метанът в атмосферата на спътника постепенно се разгражда. Част от получените вещества се утаяват на повърхността, докато част от водорода излиза в Космоса. Ако няма вътрешен източник за попълване на запасите от метан, запасите им ще се изчерпят с времето.

Същото се случи и на Марс, където водните молекули се разпаднаха и полученият водород излезе извън атмосферата. В резултат на това Червената планета се превърна в това, което виждаме днес – суха и пуста.

Учените планират да продължат наблюденията си през следващите месеци и години, за да проследят дългосрочните промени в климата на спътника на Сатурн.