Kreditna slika: Keck
Ko se je vesoljsko plovilo Cassini-Huygens približalo julijskemu srečanju s Saturnom in njegovo Luno Titanom, je kalifornijska univerza Berkeley z univerze Kalifornija podrobno pregledala lunin oblačni pokrov in kaj bo sonda Huygens videla med potapljanjem skozi ozračje Titana, da pristane na površini.
Astronomka Imke de Pater in njeni kolegi iz UC Berkeley so uporabljali prilagodljivo optiko na teleskopu Keck na Havajih za slikanje ogljikovodikove megle, ki obdaja luno, in snemali fotografije na različnih višinah od 150 do 200 kilometrov navzdol. Slike so sestavili v film, ki prikazuje, s čim se bo Huygens srečal, ko se bo januarja 2005 spustil na površje, šest mesecev po tem, ko bo vesoljsko plovilo Cassini vstopilo v orbito okoli Saturna.
"Prej smo lahko videli vsako komponento megle, vendar nismo vedeli, kje točno je v stratosferi ali troposferi. To so prve podrobne slike porazdelitve megle z nadmorsko višino, "je dejal atmosferski kemik Mate Adamkovics, študent na Kemijskem fakultetu UC Berkeley. "Razlika je med rentgenskim posnetkom atmosfere in MRI."
"To kaže, kaj je mogoče storiti z novimi instrumenti na teleskopu Keck," je dodal de Pater in se skliceval na bližnji infrardeči spektrometer (NIRSPEC), nameščen s sistemom prilagodljive optike. "To je prvič, ko je bil posnet film, ki nam lahko pomaga razumeti meteorologijo na Titanu."
Adamkovics in de Pater ugotavljata, da tudi ko Cassini letos doseže Saturn, lahko zemeljska opazovanja dajo pomembne informacije o tem, kako se Titanovo ozračje spreminja s časom in kako se kroženje povezuje z atmosfersko kemijo, da ustvarja aerosole v Titanovi atmosferi. To bo postalo še lažje prihodnje leto, ko bo OSIRIS (OH-dušijoč infrardeči spektrograf za slikanje) na spletu pri Keckovih teleskopih, je dejal de Pater. OSIRIS je skoraj infrardeči celostni poljski spektrograf, zasnovan za Keckov prilagodljivi optični sistem, ki lahko vzorči majhen pravokotni obliž neba, za razliko od NIRSPEC, ki vzorči rezino in mora skenirati obliž neba.
De Pater bo rezultate in film predstavil v četrtek, 15. aprila, na mednarodni konferenci na Nizozemskem ob 375. rojstnem dnevu nizozemskega znanstvenika Christiaana Huygensa. Huygens je bil prvi „znanstveni direktor“ Acad? Mie Fran? Aise in odkritelj Titana, največje Saturnove lune, leta 1655. Štiridnevna konferenca, ki se je začela 13. aprila, poteka v Evropskem vesoljsko-tehnološkem centru v Noordwijku.
Misija Cassini-Huygens je mednarodno sodelovanje med tremi vesoljskimi agencijami - Nacionalno letalsko in vesoljsko upravo, Evropsko vesoljsko agencijo in italijansko vesoljsko agencijo - s prispevki 17 držav. Izstrelili so ga iz vesoljskega centra Kennedy 15. oktobra 1997. Vesoljsko plovilo bo v Saturn prispelo julija, v orbiti Cassini pa naj bi vsaj štiri leta pošiljali podatke o planetu in njegovih lunah. Orbiter bo prenašal tudi podatke iz sonde Huygens, ko se spusti skozi atmosfero Titana in po prihodu prihodnjega leta na površje.
Titana je tako zanimiva njegova na videz podobnost z mlado Zemljo, dobo, ko je domnevno nastalo življenje in preden je kisik spremenil kemijo našega planeta. V atmosferi tako Titana kot zgodnje Zemlje je prevladovala skoraj enaka količina dušika.
V ozračju Titana se nahaja precejšnja količina plina metana, ki je v zgornji atmosferi ali stratosferi kemično spremenjen z ultravijolično svetlobo in tako tvori dolgoverižne ogljikovodike, ki se kondenzirajo v delce, ki ustvarjajo gosto meglico. Ti ogljikovodiki, ki so lahko podobni nafti ali bencinu, se sčasoma naselijo na površje. Radarska opazovanja kažejo, da so na lunini površini ravne površine, ki so lahko bazeni ali jezera propana ali butana, je dejal Adamkovics.
Astronomi so uspeli prebiti ogljikovodični meglico, da bi si ogledali površino s pomočjo zemeljskih teleskopov s prilagodljivo optiko ali spektralno interferometrijo in s Hubble vesoljskim teleskopom, vedno s filtri, ki teleskopom omogočajo, da skozi „okna“ vidijo megle, kjer metan ne absorbira.
Sama meglica ni bila tako enostavna, predvsem zato, ker so jo ljudje morali opazovati na različnih valovnih dolžinah, da so jo videli na določenih višinah.
"Do zdaj smo tisto, kar smo vedeli o porazdelitvi meglice, prihajali iz ločenih skupin z različnimi tehnikami, različnimi filtri," je dejal Adamkovics. "Vse to naenkrat dobimo: tridimenzionalno porazdelitev megle na Titanu, koliko na enem mestu na planetu in koliko v atmosferi, v enem opazovanju."
Instrument NIRSPEC na teleskopu Keck naenkrat meri intenzivnost pasu skoraj infrardečih valovnih dolžin, ko skenira približno 10 rezin vzdolž Titanove površine. Ta tehnika omogoča rekonstrukcijo megle in nadmorske višine, ker morajo določene valovne dolžine prihajati z določenih višin ali pa zaradi absorpcije sploh ne bi bile vidne.
Film Adamkovics in de Pater, skupaj, prikazuje porazdelitev megle, podobno tistemu, ki smo ga opazili prej, vendar je popolnejši in sestavljen na uporabniku prijaznejši način. Na primer, megle v atmosferi nad Južnim polom so zelo vidne, na nadmorski višini med 30 in 50 kilometri. Znano je, da se ta meglica sezonsko oblikuje in se razširi med "letom" Titana, to je približno 29 1/2 zemeljskih let.
Stratosferska meglica na približno 150 kilometrih je vidna na velikem območju severne poloble, ne pa tudi na južni polobli, prej opažena asimetrija.
Na tropopavzi južne poloble, meji med spodnjo atmosfero in stratosfero na približno 42 kilometrih nadmorske višine je vidna meglica cirusov, ki je podobna meglici na Zemlji.
Pripombe sta de Pater in njegov kolega Henry G. Roe s Kalifornijskega tehnološkega inštituta opravila 19., 20. in 22. februarja 2001, Adamkovics pa jih je analizirala na modelih Caitlin A. Griffith z univerze v Arizoni, z soavtor SG Gibbard iz Nacionalnega laboratorija Lawrence Livermore.
Delo sta deloma sponzorirala Nacionalna znanstvena fundacija in Tehnološki center za prilagodljivo optiko.
Izvirni vir: UC Berkeley News Release
