Dank der Cassini-Mission und der Huygens-Sonde haben wir eine feuchte Welt erblickt, als die Wissenschaft den Saturnmond Titan betrachtete. Obwohl sich die chemische Zusammensetzung von unserer unterscheidet, weist Titan ähnliche Merkmale wie Wolken, Nebel, Regen und sogar Seen auf. Der Ursprung dieser Funktionen wurde jedoch bisher nicht wirklich gut erklärt.
Forscher am California Institute of Technology (Caltech) haben hart daran gearbeitet, ein Computerprogramm zu erstellen, das auf Beobachtungen von Cassini Imaging und Radar basiert und dabei helfen könnte, die Wettermuster und Ablagerungen auf der Oberfläche von Titan zu erklären. Eine große Kuriosität wurde 2009 entdeckt, als Oded Aharonson, Caltech-Professor für Planetenwissenschaften, und sein Team bestätigten, dass sich die Seen des Titanen anscheinend um seine Pole versammelt haben - vorwiegend auf der Nordhalbkugel als im Süden -, aber das ist nicht die einzige Kuriosität. Es wurde vermutet, dass die Bereiche um den Äquator trocken waren, aber die Huygens-Sonde enthüllte Abflussbereiche und vier Jahre später beobachteten die Forscher ein Sturmsystem, das Feuchtigkeit lieferte. Brauche mehr? Schauen Sie sich dann die Wolken an, die von bodengestützten Teleskopen beobachtet werden. Sie sammeln sich während der Sommersaison auf der südlichen Hemisphäre des Titanen um die südlichen mittleren und hohen Breiten.
„Wir können jahrelang zuschauen und sehen, dass fast nichts passiert. Dies ist eine schlechte Nachricht für Menschen, die versuchen, den meteorologischen Zyklus von Titan zu verstehen, da Dinge nicht nur selten passieren, sondern wir sie auch vermissen, wenn sie passieren, weil niemand Zeit mit großen Teleskopen verschwenden möchte - die Sie untersuchen müssen, wo die Wolken sind sind und was mit ihnen passiert - Dinge betrachten, die nicht passieren “, erklärt Mike Brown vom California Institute of Technology (Caltech).
Sicher. Die Forscher haben hart daran gearbeitet, Modelle zu entwickeln, die diese exotischen Wettermerkmale erklären könnten, aber solche Erklärungen beinhalten Auswegtheorien wie kryogene Vulkane, die Methandampf ausstoßen, um Wolken zu verursachen. Die neuesten Computer-Renderings sind jedoch viel grundlegender - die Prinzipien der atmosphärischen Zirkulation. „Wir haben eine einheitliche Erklärung für viele der beobachteten Merkmale“, sagt Tapio Schneider, Frank J. Gilloon-Professor für Umweltwissenschaften und -technik. "Es werden keine Kryovulkane oder etwas Esoterisches benötigt." Schneider hat zusammen mit der Caltech-Doktorandin Sonja Graves, der ehemaligen Caltech-Doktorandin Emily Schaller (PhD ’08) und Mike Brown, dem Richard und Barbara Rosenberg-Professor und Professor für Planetenastronomie, ihre Ergebnisse in der Ausgabe des Journals vom 5. Januar veröffentlicht Natur.
Warum unterscheidet sich dieser Datensatz von seinen Vorgängern? Laut Schneider konnten diese neuen Simulationen Wolkenmuster reproduzieren, die den tatsächlichen Beobachtungen entsprechen - bis hin zur Verteilung der Seen. „Methan sammelt sich in Seen um die Pole, weil das Sonnenlicht dort im Durchschnitt schwächer ist“, erklärt er. "Energie von der Sonne verdampft normalerweise flüssiges Methan an der Oberfläche, aber da an den Polen im Allgemeinen weniger Sonnenlicht vorhanden ist, kann sich flüssiges Methan dort leichter in Seen ansammeln." Da Titan eine verlängerte Umlaufbahn hat, ist es im Sommer auf der Nordhalbkugel etwas weiter entfernt, was eine längere Regenzeit und damit eine stärkere Ansammlung von Seen ermöglicht.
Was ist also mit Stürmen? In der Nähe des Äquators ist Titan nicht sehr aufregend - oder? Ursprünglich wurde angenommen, dass das Gebiet fast wüstenartig war. Als die Huygens-Sonde Hinweise auf einen Abfluss entdeckte, stellte sich heraus, dass vorhandene Modelle möglicherweise falsch sind. Stellen Sie sich die Überraschung vor, als Schaller, Brown, Schneider und der damalige Postdoktorand Henry Roe 2009 Stürme in dieser vermeintlich trockenen Region entdeckten! Niemand konnte es herausfinden und die Programme taten kaum mehr als einen Nieselregen vorherzusagen. Mit dem neuen Modell wurden starke Regenfälle möglich. „In niedrigen Breiten regnet es sehr selten“, sagt Schneider. "Aber wenn es regnet, gießt es."
Was macht das neue Titan-Wettercomputermodell noch einzigartiger? Dieses Mal läuft es 135 Titanjahre lang und verbindet die Methanseen - und wie Methan verteilt wird - mit seiner Atmosphäre. Laut der Studie entspricht dies den aktuellen Wetterbeobachtungen von Titan und wird dazu beitragen, vorherzusagen, was in den kommenden Jahren zu sehen sein wird. Überprüfbare Vorhersagen zu treffen, ist „eine seltene und schöne Gelegenheit in den Planetenwissenschaften“, sagt Schneider. "In ein paar Jahren werden wir wissen, wie richtig oder falsch sie sind."
"Dies ist nur der Anfang", fügt er hinzu. "Wir haben jetzt ein Werkzeug, mit dem wir neue Wissenschaft betreiben können, und wir können und werden viel tun."
Quelle der Originalgeschichte: Pressemitteilung des California Institute of Technology. Zur weiteren Lektüre: Caltech-Wissenschaftler entdecken Stürme in den Tropen von Titan.
