Ein US-Team hat mithilfe der adaptiven Optik der Gemini North- und Keck 2-Teleskope auf Mauna Kea, Hawaii, ein neues Phänomen in der Atmosphäre von Saturns größtem Mondtitan entdeckt.
Im Gegensatz zu früheren Beobachtungen, die Stürme am Südpol zeigten, zeigen diese neuen Bilder atmosphärische Störungen in Titans gemäßigten mittleren Breiten - etwa auf halber Strecke zwischen Äquator und Pol. Es hat sich als schwierig erwiesen, die unerwartete Aktivität zu erklären, und das Team spekuliert, dass die Stürme von kurzfristigen Oberflächenereignissen bis hin zu Veränderungen der globalen Windmuster verursacht werden könnten.
"Wir hatten das Glück, diese neuen Wolken mittlerer Breite zu fangen, als sie Anfang 2004 zum ersten Mal auftauchten", sagte Teamleiter Henry Roe (California Institute of Technology). „Wir sind uns noch nicht sicher, wie ihre Bildung ausgelöst wird. Weitere Beobachtungen in den nächsten Jahren werden uns zeigen, ob diese Wolken das Ergebnis einer saisonalen Änderung der Wettermuster oder eines oberflächenbedingten Phänomens sind. “
Die Ursachen dieser Stürme können Aktivitäten sein, die die Atmosphäre von der Oberfläche aus stören. Es ist möglich, dass Geysire von Methan? Matsch? brauen von unten oder ein warmer Fleck auf der Oberfläche von Titan erwärmt die Atmosphäre. Kryovulkanismus - vulkanische Aktivität, die eine eisige Mischung von Chemikalien ausspuckt - wurde ebenfalls als ein Mechanismus vorgeschlagen, der Störungen verursachen würde. Es ist auch möglich, dass die Stürme durch saisonale Verschiebungen der globalen Winde angetrieben werden, die in der oberen Atmosphäre zirkulieren. Hinweise darauf, was auf dieser kalten Welt passiert, könnten erhalten werden, wenn die Huygens-Sonde von der Cassini-Mission Mitte Januar 2005 durch die Titanatmosphäre fällt.
Die Gemini-Keck II-Beobachtungen waren das Ergebnis eines guten Timings und einer guten Teleskopverfügbarkeit. Laut dem Zwillingswissenschaftler Chad Trujillo können die Wettermuster von Titan viele Monate lang stabil sein, mit nur gelegentlichen Ausbrüchen ungewöhnlicher Aktivitäten wie diesen kürzlich entdeckten atmosphärischen Merkmalen. Die Wahrscheinlichkeit, solche Vorkommnisse zu erkennen, hängt weitgehend von der Verfügbarkeit einer flexiblen Planung ab, wie sie bei Gemini verwendet wird. „Diese flexible Planung ist für Titan-Meteorologiestudien von entscheidender Bedeutung. er sagte. "Stellen Sie sich vor, wie schwierig es wäre, die verschiedenen meteorologischen Phänomene der Erde zu verstehen, wenn Sie jedes Jahr nur ein paar Nächte einen Wetterbericht sehen würden."
Titan ist wie die Erde von einer dichten Atmosphäre umgeben, die hauptsächlich aus Stickstoff besteht. Die Bedingungen auf der Erde ermöglichen es, dass Wasser in flüssigen, festen oder dampfförmigen Zuständen existiert, abhängig von den örtlichen Temperaturen und Drücken. Die Phasenänderungen des Wassers zwischen diesen Zuständen sind ein wichtiger Faktor für die Wetterbildung in unserer Atmosphäre. Die Titanatmosphäre ist so kalt, dass jedes Wasser fest gefroren ist, aber die Bedingungen sind so, dass sich Methan zwischen flüssigen, festen und gasförmigen Zuständen bewegen kann. Dies führt zu einem Methan-Wetterzyklus auf Titan in Analogie zum wasserbasierten Wetterzyklus auf der Erde.
Wie auf der Erde kann saisonale Sonnenerwärmung die atmosphärische Aktivität auf Titan antreiben, und dies könnte der Mechanismus hinter den zuvor beobachteten Südpolwolken sein. Die neuen Wolkenformationen in gemäßigten Breiten können jedoch nicht durch denselben solaren Erwärmungsprozess erklärt werden. Wenn eine saisonale Zirkulationsverschiebung die neu entdeckten Merkmale verursacht, geht das Team davon aus, dass sie im Laufe des Titan-Jahres in den nächsten Jahren nach Norden driften werden der südliche Sommer und in den Herbst. Wenn es durch geologische Veränderungen verursacht wird, wie Methan-Geysire oder eine geologische? Warm? Punkt auf der Oberfläche sollte das Merkmal auf dem beobachteten 40-Grad-Breitengrad bleiben, da die Oberflächenaktivität Änderungen der atmosphärischen Konvektion und der Methanwolkenbildung hervorruft. Fortgesetzte Sturmformationen werden in zukünftigen bodengestützten Beobachtungen mit Gemini, Keck und anderen Teleskopen mit adaptiver Optik leicht zu unterscheiden sein.
"Mit der adaptiven Optik der Erde können wir Dinge sehen, die noch vor wenigen Jahren unsichtbar gewesen wären." sagte Keck-Wissenschaftler Antonin Bouchez. "Diese Beobachtungen zeigen, dass bodengestützte Teleskope eine perfekte Ergänzung zu Weltraummissionen wie Cassini sind."
Diese Forschung soll in der Ausgabe des Astrophysical Journal vom 1. Januar 2005 veröffentlicht werden.
Originalquelle: Gemini-Pressemitteilung
