Zagadkowe chmury w atmosferze Tytana

Powyższe porównanie dwóch zdjęć wykonanych przez sondę Cassini w stosunkowo krótkim odstępie czasu przedstawia osobliwą zagadkę: dlaczego chmury na Tytanie są widoczne na jednych zdjęciach, a nie są na innych?

Na górnym zdjęciu wykonanym w bliskiej podczerwieni za pomocą kamer zainstalowanych na pokładzie sondy Cassini, niebo nad Tytanem wydaje się pozbawione chmur. Jednak na dolnym zdjęciu wykonanym na dłuższych falach, sonda Cassini dostrzegła dużą grupę jasnych chmur. Mimo, że oba zdjęcia wykonano w różnych zakresach promieniowania, badacze oczekiwali dostrzeżenia choć śladu tych chmur na zdjęciu górnym. Dlatego też naukowcy starają się zrozumieć tak istotne różnice między tymi zdjęciami.

Wraz ze zbliżającym się latem na Tytanie modele atmosferyczne przewidywały coraz częstsze pojawianie się chmur na wysokich szerokościach północnych, tak jak miało to miejsce na wysokich szerokościach południowych, kiedy to na tej półkuli trwało lato w 2004 roku. Zespoły analizujące dane z instrumentów ISS (Imaging Science Subsystem) oraz VIMS (Visual and Infrared Mapping Spectrometer) obserwowały Tytana dokumentując zmiany klimatyczne wraz ze zmianami pór roku – szczególnie interesujący jest początek pojawiania się chmur nad północnym obszarem biegunowym gdzie na powierzchni znajdują się jeziora i morza Tytana.

Przeloty sondy Cassini w pobliżu Tytana oznaczone „T120” i „T121”, do których doszło 7 czerwca i 25 lipca 2016 roku pozwoliły na wykonanie zdjęć północnych obszarów Tytana przez ponad 24 godziny podczas obu przelotów. Co ciekawe, obserwacje za pomocą ISS i VIMS znacznie się od siebie różnią. Na zdjęciach wykonanych za pomocą ISS (monochromatyczne zdjęcie na górze) wyraźnie widać powierzchnię Tytana oraz kilka małych, pojedynczych chmur. Natomiast na zdjęciach wykonanych za pomocą VIMS podczas obu przelotów widać rozległą warstwę chmur.

Rozwiązanie tej zagadki może leżeć w mglistej atmosferze Tytana, którą znacznie łatwiej przeniknąć na dłuższych falach, na które czuły jest VIMS (do 5 mikronów) niż na krótszych falach bliskiej podczerwieni rejestrowanych przez ISS (0,94 mikrona). Wysokie, delikatne cirrusy, optycznie gęstsze od mgły atmosferycznej na dłuższych falach, lecz rzadsze od mgły na krótszych falach mogą być widoczne za pomocą VIMS i jednocześnie całkowicie niewidoczne na zdjęciach z ISS. Od lipca 2016 roku nie zarejestrowano ponownie tego zjawiska, ale sonda Cassini będzie jeszcze poszukiwała jego śladów w ostatnich miesiącach misji w 2017 roku.

Powyższe zdjęcia wykonano podczas przelotu T120 w dniach 7 czerwca (VIMS) i 8 czerwca (ISS) 2016 roku. Podczas wykonywania zdjęć odległość sondy od Tytana wynosiła 45 000 kilometrów (VIMS) i 640 000 km (ISS).

Źródło: NASA/JPL-Caltech/SSI/Univ. Arizona/Univ. Idaho