Bild von Titans dichter, dunstiger Atmosphäre, die der frühen Erde überraschend ähnlich ist. Bildnachweis: NASA / JPL / SSI. Klicken um zu vergrößern.
Die atmosphärischen Winde, die Temperatur und die Vermischung des Titanen wurden durch neue Beobachtungen des Cassini-Raumfahrzeugs aufgedeckt. Die dichte Atmosphäre des riesigen Saturnmondes ist reich an organischen Verbindungen, deren Chemie derjenigen ähneln kann, die vor der Entstehung des Lebens auf der Erde aufgetreten ist.
„Titan ist nicht nur ein Punkt am Himmel. Diese neuen Beobachtungen zeigen, dass Titan in gewisser Weise eine reiche, komplexe Welt ist, die der Erde sehr ähnlich ist “, sagte Dr. Michael Flasar vom Goddard Space Flight Center der NASA, Greenbelt, Md., Hauptforscher des Composite Infrared Spectrometer Instruments (CIRS). Flasar ist Hauptautor eines Papiers zu dieser Forschung, das am 13. Mai im Journal Science veröffentlicht wurde.
Das CIRS-Wissenschaftsteam fand Hinweise auf einen isolierten Polarwirbel, der dem auf der Erde vorkommenden ähnlich ist. Die Beobachtungen von CIRS zeigten, dass starke Winde, die um den Nordpol des Titanen zirkulieren, die Atmosphäre dort während der Polarnacht isolieren. Während dieser Zeit wird das Vermischen der Polarregion mit den Regionen niedrigerer Breite der Atmosphäre verhindert. Auf der Erde ist die südpolare Atmosphäre während des langen antarktischen Winters monatelang isoliert, was die Bildung polarer stratosphärischer Wolken ermöglicht. Normalerweise reagieren inerte Chlorverbindungen (wie Chlornitrat) chemisch auf die Wolkenkristalle, die molekulares Chlor freisetzen. Im Frühjahr zersetzt Sonnenlicht das molekulare Chlor und führt zum berühmten jährlichen antarktischen Ozonloch. Die Titanatmosphäre enthält kein Ozon. Die CIRS-Ergebnisse zeigen jedoch, dass ein großer Teil seiner Atmosphäre während der Polarnacht isoliert ist und dass ungewöhnliche und komplexe Chemie auftreten kann.
Wie die Erde ist auch die Rotationsachse des Titanen geneigt, sodass seine Pole auch im Winter eine lange Nacht erleben. Der polare Winter auf Titan ist viele Erdjahre lang, weil Saturn die Sonne alle fast 30 Jahre einmal umkreist. Derzeit ist Frühwinter auf der Nordhalbkugel von Titan. Das CIRS-Team stellte signifikante Temperaturunterschiede zwischen dem Nordpol des Titanen und dem Äquator fest. Das Team nutzte diese Beobachtung, um die Geschwindigkeit der zirkumpolaren Winde um den Nordpol abzuleiten. Das Team glaubt, dass diese Winde die Atmosphäre um den Nordpol des Titanen isolieren, da die CIRS-Daten zeigten, dass die Konzentration mehrerer schwerer organischer (kohlenstoffhaltiger) Moleküle dort am höchsten ist.
Schwere organische Moleküle bilden sich auf natürliche Weise in der Titanatmosphäre und bedecken den Mond mit einem orangefarbenen Dunst. Die Titanatmosphäre besteht zu etwa 98 Prozent aus Stickstoff, wobei der größte Teil aus Methan besteht. Wenn diese Moleküle in die obere Atmosphäre aufsteigen, werden sie durch Sonnenlicht auseinandergebrochen und die Fragmente bilden schwerere organische Moleküle wie Propan, Ethan, Acetylen, Cyanwasserstoff und noch komplexere Moleküle. Da die stratosphärische Luft über dem Winterpol kalt ist, sinkt sie und senkt die schweren organischen Verbindungen, die sich weiter oben gebildet haben. Wenn die Luft über dem Nordpol des Titanen im Winter isoliert ist, sollten sich die schweren organischen Stoffe im Laufe der Saison in der Stratosphäre ansammeln. Genau das sieht das CIRS-Team.
"Wir wissen nicht, ob es noch mehr Ähnlichkeiten mit dem Ozonlochprozess der Erde gibt, wie polare Wolken, die mit Molekülen in der Atmosphäre reagieren, einfach weil wir sie noch nicht gesehen haben", sagte Flasar. "Aber wir wären nicht überrascht, sie zu entdecken, und wir wären auch nicht überrascht, wenn wir feststellen würden, dass Titan einige einzigartige Wendungen hat. Das macht die Wissenschaft so spannend. Die Natur ist zu reich, als dass wir genau vorhersagen könnten, was wir beim Erkunden finden werden. “
Die Forschung wurde von der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation finanziert. Die Mission Cassini-Huygens ist ein Kooperationsprojekt der NASA, der Europäischen Weltraumorganisation und der italienischen Weltraumorganisation. Das Jet Propulsion Laboratory, eine Abteilung des California Institute of Technology in Pasadena, verwaltet die Cassini-Huygens-Mission für das Science Mission Directorate der NASA in Washington, D.C.
Originalquelle: NASA-Pressemitteilung
