Credit imagine: Keck
În timp ce nava spațială Cassini-Huygens se apropie de o întâlnire din iulie cu Saturn și Titanul său de lună, o echipă a Universității din California, Berkeley, astronomii au produs o privire detaliată asupra capacului de nori al lunii și a ceea ce va vedea sonda Huygens în timp ce se scufunde prin atmosferă. din Titan pentru a ateriza la suprafață.
Astronomul Imke de Pater și colegii săi UC Berkeley au folosit optică adaptivă pe telescopul Keck din Hawaii pentru a imagina ceata cu hidrocarburi care înconjoară luna, luând instantanee la diferite altitudini de la 150-200 de kilometri până la suprafață. Au asamblat imaginile într-un film care arată ce va întâlni Huygens când va coborî la suprafață în ianuarie 2005, la șase luni după ce nava spațială Cassini va intra pe orbită în jurul lui Saturn.
„Înainte, puteam vedea fiecare componentă a ceții, dar nu știam unde era exact în stratosferă sau troposferă. Acestea sunt primele imagini detaliate despre distribuția brumei cu altitudinea ”, a spus chimistul atmosferic, Mate Adamkovics, student la Universitatea de Chimie din UC Berkeley. „Este diferența dintre o radiografie a atmosferei și un RMN.”
„Acest lucru arată ce se poate face cu noile instrumente de pe telescopul Keck”, a adăugat De Pater, referindu-se la spectrometrul aproape infraroșu (NIRSPEC) montat cu sistemul optic adaptiv. „Este pentru prima dată când a fost realizat un film, care ne poate ajuta să înțelegem meteorologia de pe Titan.”
Adamkovics și de Pater notează decât după ce Cassini a ajuns la Saturn în acest an, observațiile la sol pot oferi informații importante despre cum se schimbă atmosfera Titanului cu timpul și modul în care circulația cuplă cu chimia atmosferică pentru a crea aerosoli în atmosfera lui Titan. Acest lucru va deveni și mai ușor anul viitor, când OSIRIS (OH-Suppressing Infra-Red Imaging Spectrograph) va veni on-line la telescoapele Keck, a spus de Pater. OSIRIS este un spectrograf de câmp integrat aproape în infraroșu, conceput pentru sistemul optic adaptiv Keck, care poate proba un mic petic dreptunghiular de cer, spre deosebire de NIRSPEC, care probează o fanta și trebuie să scaneze un petic de cer.
De Pater va prezenta rezultatele și filmul joi, 15 aprilie, la o conferință internațională din Olanda, cu ocazia împlinirii a 375 de ani de la omul de știință olandez Christiaan Huygens. Huygens a fost primul „director științific” al Acad? Mie Fran? Aise și descoperitorul lui Titan, cea mai mare lună a lui Saturn, în 1655. Conferința de patru zile, care a început 13 aprilie, are loc la Centrul Spațial și Tehnologic European. în Noordwijk.
Misiunea Cassini-Huygens este o colaborare internațională între trei agenții spațiale - Administrația Națională Aeronautică și Spațială, Agenția Spațială Europeană și agenția spațială italiană - implicând contribuții din 17 națiuni. A fost lansată de la Kennedy Space Center pe 15 octombrie 1997. Nava spațială va ajunge la Saturn în iulie, orbitorul Cassini urmând să trimită înapoi date de pe planetă și lunile sale cel puțin patru ani. De asemenea, orbitorul va transmite date de la sonda Huygens, deoarece acesta se scufundă în atmosfera lui Titan și după ce va ateriza la suprafață anul viitor.
Ceea ce îl face pe Titan atât de interesant este asemănarea sa cu un Pământ tânăr, o vârstă în care se presupune că viața a apărut și înainte ca oxigenul să schimbe chimia planetei noastre. Atmosfera atât a Titanului, cât și a primului Pământ a fost dominată de aproape aceeași cantitate de azot.
Atmosfera Titanului are o cantitate semnificativă de gaz metan, care este modificat chimic de lumina ultravioletă din atmosfera superioară, sau stratosfera, pentru a forma hidrocarburi cu lanț lung, care se condensează în particule care creează o ceață densă. Aceste hidrocarburi, care ar putea fi ca petrolul sau benzina, se instalează în cele din urmă la suprafață. Observațiile radarului indică zone plane de pe suprafața lunii care ar putea fi bazine sau lacuri de propan sau butan, a spus Adamkovics.
Astronomii au reușit să străpungă ceata cu hidrocarburi pentru a privi suprafața folosind telescoape la sol cu optică adaptivă sau interferometrie cu speckle și cu Telescopul spațial Hubble, întotdeauna cu filtre care permit telescoapelor să vadă prin „ferestre” în ceață unde metanul nu se absoarbe.
Imaginarea brumei în sine nu a fost la fel de ușoară, în primul rând pentru că oamenii au trebuit să observe la diferite lungimi de undă pentru a o vedea la altitudini specifice.
„Până acum, ceea ce știam despre distribuția brumei provenea din grupuri separate folosind tehnici diferite, filtre diferite”, a spus Adamkovics. "Obținem toate acestea dintr-o singură dată: distribuția în 3-D de ceață pe Titan, cât de mult în fiecare loc de pe planetă și cât de mare este în atmosferă, într-o singură observație."
Instrumentul NIRSPEC de pe telescopul Keck măsoară intensitatea unei benzi de lungimi de undă aproape de infraroșu simultan, deoarece scanează aproximativ 10 felii de-a lungul suprafeței lui Titan. Această tehnică permite reconstrucția brumei versus altitudinea, deoarece lungimile de undă specifice trebuie să provină de la altitudini specifice sau nu vor fi deloc vizibile din cauza absorbției.
Filmul Adamkovics și de Pater au reunit arată o distribuție de ceață similară cu cele observate anterior, dar mai completă și asamblată într-un mod mai ușor de utilizat. De exemplu, ceața din atmosferă peste Polul Sud este foarte evidentă, la o altitudine cuprinsă între 30 și 50 de kilometri. Se cunoaște că această ceață se formează sezonier și se disipează în timpul „anului” Titan, care este de aproximativ 29 1/2 ani pe Pământ.
Ceața stratosferică la aproximativ 150 de kilometri este vizibilă pe o suprafață mare din emisfera nordică, dar nu și emisfera sudică, o asimetrie observată anterior.
La tropopauză din emisfera sudică, la granița dintre atmosfera inferioară și la stratosferă la aproximativ 42 de kilometri altitudine, ciuma de cirrus este vizibilă, analog cu ceața de ciroasă de pe Pământ.
Observațiile au fost făcute în 19, 20 și 22 februarie 2001, de de Pater și colegul Henry G. Roe de la Institutul de Tehnologie din California și analizate de Adamkovics folosind modele realizate de Caitlin A. Griffith de la Universitatea din Arizona, cu co-autor SG Gibbard al Laboratorului Național Lawrence Livermore.
Lucrarea a fost sponsorizată în parte de Fundația Națională de Știință și Centrul Tehnologic pentru Optică Adaptivă.
Sursa originală: Comunicat de presă al UC Berkeley
