Ένα παγωμένο και τοξικό σύννεφο από υδροκυάνιο στροβιλίζεται στον Νότιο Πόλο του Τιτάνα

0
11

Η μη επανδρωμένη αποστολή Cassini αποκάλυψε ότι ένα γιγάντιο, τοξικό σύννεφο πλανάται πάνω από τον νότιο πόλο του μεγαλύτερου δορυφόρου του Κρόνου, τον Τιτάνα, αφότου η ατμόσφαιρα αυτού του φεγγαριού ψύχθηκε με τρόπο δραματικό.

Οι επιστήμονες  διαπίστωσαν ότι αυτή η γιγαντιαία πολική δίνη περιέχει κατεψυγμένα σωματίδια των τοξικών κυανιούχων ενώσεων υδρογόνου.

«Η ανακάλυψη δείχνει ότι η ατμόσφαιρα του νοτίου ημισφαιρίου του Τιτάνα ψύχεται πολύ πιο γρήγορα από όσο περιμέναμε», λέει ο Remco de Kok του Παρατηρητηρίου Leiden και του Ολλανδικού Ινστιτούτου Διαστημικών Ερευνών (SRON), επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύεται στο περιοδικό Nature.

Σε αντίθεση με οποιοδήποτε άλλο φεγγάρι στο ηλιακό μας σύστημα, ο Τιτάνας καλύπτεται από μια πυκνή ατμόσφαιρα όπου κυριαρχεί το άζωτο, μαζί με μικρές ποσότητες μεθανίου και ίχνη άλλων αερίων. Σχεδόν δέκα φορές μακρύτερα από τον Ήλιο σε σχέση με τη Γη, ο Τιτάνας είναι πολύ κρύος, επιτρέποντας στο μεθάνιο και άλλους υδρογονάνθρακες να μετατρέπονται σε βροχή στην επιφάνειά του, όπου σχηματίζονται κυριολεκτικά ωκεανοί υδρογονανθράκων.

Όπως η Γη, ο Τιτάνας βιώνει εποχές κατά τη διάρκεια της τροχιάς που ακολουθεί μαζί με τον Κρόνο γύρω από τον Ήλιο και η οποία έχει διάρκεια 29 χρόνια. Κάθε μία από τις τέσσερις εποχές διαρκεί περίπου επτά γήινα χρόνια και η πιο πρόσφατη εποχιακή αλλαγή συνέβη το 2009, όταν το νότιο ημισφαίριο μετέβη από το καλοκαίρι στο φθινόπωρο.

Το Μάιο του 2012, εικόνες από την αποστολή Cassini της NASA αποκάλυψαν ένα τεράστιο σύννεφο να στροβιλίζεται αρκετές εκατοντάδες χιλιόμετρα σε όλη την έκτασή του και το οποίο σχηματίστηκε στο νότιο πόλο.

—Η αλλαγή των εποχών στον Τιτάνα

Αυτή η πολική δίνη φαίνεται να είναι ένα αποτέλεσμα της αλλαγής της εποχής, με μεγάλες ποσότητες αέρα που θερμαίνεται από την ηλιακή ακτινοβολία κατά τη διάρκεια της άνοιξης στο βορρά και ρέοντας προς το νότιο ημισφαίριο.

Μια αινιγματική λεπτομέρεια σχετικά με αυτό στροβιλιζόμενο σύννεφο είναι το ύψος του: βρίσκεται περίπου 300 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια του Τιτάνα, σε ένα ύψος όπου οι επιστήμονες πίστευαν οι θερμοκρασίες θα ήταν πολύ υψηλές για το σχηματισμό νεφών.

«Πραγματικά δεν περιμέναμε να δούμε ένα τέτοιο τεράστιο σύννεφο τόσο ψηλά στην ατμόσφαιρα,» λέει ο Δρ de Kok.

Θέλοντας να καταλάβουν τι θα μπορούσε να προκαλέσει αυτό το μυστηριώδες σύννεφο, οι επιστήμονες στράφηκαν προς τα πλούσια δεδομένα του Cassini. Μετά από προσεκτική εξέταση, βρήκαν μια σημαντική ένδειξη κατά την ανάλυση του φάσματος του ηλιακού φωτός που ανακλάται από την ατμόσφαιρα του Τιτάνα.

Με τη μέθοδο της φασματομετρίας, οι επιστήμονες αναλύουν το φως που εκπέμπουν τα ουράνια σώματα στα συστατικά χρώματά του, καθώς σε κάθε μόριο αντιστοιχεί ένα διαφορετικό “φασματικό αποτύπωμα”. Το Οπτικό και Υπέρυθρο Φασματόμετρο Χαρτογράφησης του Cassini λαμβάνει φάσματα σε πολλά διαφορετικά σημεία στον Τιτάνα, χαρτογραφώντας την κατανομή των χημικών ενώσεων στην ατμόσφαιρα και την επιφάνεια του.

«Το φως που προέρχεται από την πολική δίνη έδειξε μια αξιοσημείωτη διαφορά σε σχέση με άλλα τμήματα της ατμόσφαιρας του Τιτάνα,» λέει ο Δρ de Kok. «Θα μπορούσαμε να δούμε ξεκάθαρα την “υπογραφή” των κατεψυγμένων μορίων υδροκυανίου (HCN)».

—Ο στρόβιλος στον Τιτάνα από κοντά

Ως αέριο, το υδροκυάνιο είναι μια από τις χημικές ενώσεις που υπάρχουν σε μικρές ποσότητες στην αζωτούχα ατμόσφαιρα του Τιτάνα. Ωστόσο, ο εντοπισμός αυτών των μορίων υπό τη μορφή πάγου ήταν αναπάντεχη, καθότι το υδροκυάνιο συμπυκνώνεται για να σχηματίσει κατεψυγμένα σωματίδια μόνο αν η ατμόσφαιρα ψυχθεί σε θερμοκρασίες της τάξης των μείον 148 βαθμών Κελσίου.

«Αυτό είναι περίπου 100 βαθμοί Κελσίου ψυχρότερα από τις προβλέψεις που έδιναν τα θεωρητικά μοντέλα για την ανώτερη ατμόσφαιρα του Τιτάνα,» εξηγεί ο συνεργάτης συγγραφέας της επιστημονικής εργασίας Nick Teanby από το Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ, Ηνωμένο Βασίλειο.

«Για να ελέγξουμε κατά πόσο τέτοιες χαμηλές θερμοκρασίες ήταν πραγματικά δυνατόν να παρουσιαστούν, ερευνήσαμε ένα δεύτερο σύνολο παρατηρήσεων από το Σύνθετο Υπέρυθρο Φασματόμετρο του Cassini, το οποίο μας επιτρέπει να μετρήσουμε την ατμοσφαιρική θερμοκρασία σε διαφορετικά υψόμετρα» πρόσθεσε.

Δυστυχώς, δεν ελήφθησαν τέτοιες ενδείξεις το 2012 στο υψόμετρο αυτού του νέφους, αλλά οι επιστήμονες εξέτασαν τα δεδομένα από άλλες ημερομηνίες, στην ατμόσφαιρα πάνω και κάτω από τον στρόβιλο.

Αυτά τα δεδομένα έδειξαν ότι το νότιο ημισφαίριο ψύχεται με ταχείς ρυθμούς, καθιστώντας δυνατή την επίτευξη της χαμηλής θερμοκρασίας που απαιτείται για να σχηματιστεί το γιγαντιαίο τοξικό νέφος που εμφανίζεται στην περιοχή.

Αυτή η γρήγορη ψύξη της νότιας ατμόσφαιρας μπορεί να είναι μια συνέπεια της ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας, η οποία έχει παρασύρει μεγάλες μάζες φυσικού αερίου προς το νότο από την αλλαγή της εποχής το 2009. Καθώς το αέριο υδροκυάνιο συμπυκνώνεται, τα μόρια του λάμπουν στα υπέρυθρα μήκη κύματος, ψύχοντας τον περιβάλλοντα αέρα κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας.

Ένας άλλος παράγοντας που συμβάλλει σε αυτή την ψύξη είναι η μειωμένη έκθεση στο ηλιακό φως στο νότιο ημισφαίριο του Τιτάνα.

«Αυτό το αναπάντεχο αποτέλεσμα δείχνει πόσα μαθαίνουμε ακόμα για τον καιρό του Τιτάνα και της πολύπλοκης δυναμικής της ατμόσφαιρας του,» λέει ο Nicolas Altobelli, επιστήμονας του Cassini-Huygens της ESA.

«Μπορούμε να προσβλέπουμε σε πιο συναρπαστικές ανακαλύψεις από το Cassini μέσα στα επόμενα λίγα χρόνια, καθώς συνεχίζει να παρακολουθεί τις εποχιακές αλλαγές στον Κρόνο και τα φεγγάρια του», κατέληξε.

econews

Σχόλια