Csillagászoknak sikerült megfigyelni a Szaturnusz legnagyobb holdja, a Titán légkörében mozgó felhőket.
A James Webb-űrtávcsővel (JWST) és egy nagy földi távcsővel végzett megfigyelések azért is áttörést jelentettek, mert először sikerült működésében észlelni a légkör kémiáját.
A Titán több szempontból is különleges égitest. A Naprendszer második legnagyobb holdja, nagyobb, mint a Merkúr bolygó. Az egyetlen hold, amelynek sűrű légköre van, és a Földet nem számítva az egyetlen égitest a Naprendszerben, amelyiknek a felszínén folyók, tavak és tengerek hullámoznak (még ha nem is nagyon – a szerk.), bennük szigetekkel, atollokkal és félszigetekkel. A Titán olyan messze van a Naptól, hogy alacsony felszíni hőmérséklete miatt ezeket a folyadéktömegeket nem víz, hanem folyékony metán alkotja.
A rejtélyes hold részletes vizsgálatát Conor Nixon (NASA Goddard Űrközpont) csoportja végezte. Kutatásaik során a JWST-vel és a Hawaii-szigeteken dolgozó W. M. Keck Obszervatórium Keck-II távcsövével 2022–23-ban a Titán északi pólusa közelében vizsgálták részletesen a hold légkörét, amikor a Titán északi félgömbjén nyár vége volt. Eredményeikről a Nature Astronomy folyóiratban számoltak be.
A Titánról a Webb-űrtávcsővel (felső sor) és a Keck-távcsővel (alsó sor) a képen feltüntetett időpontokban készített felvételek. A fehér nyilak a metánfelhőket jelölik, amelyek a Titán északi pólusa térségében különböző magasságokban jelennek meg. Az első oszlopban a két távcsővel készített, valós színű képek láthatók. A középső oszlopban a mindkét távcsővel 2,12 mikrométer (μm) hullámhosszon felvett képek láthatók, ez a hullámhossz a Titán alsó troposzférájának sugárzására érzékeny. Végül, a harmadik oszlopban készült képeket a JWST 1,64 μm, illetve a Keck-távcső 2,17 μm hullámhosszon készítette, ezek a légkör magasabban fekvő rétegeinek felelnek meg. (Kép: NASA / ESA / CSA / STScI / W.M. Keck Observatories)
A Keck-távcső közeli infravörösben dolgozó kamerájának különböző szűrőivel különböző mélységbe tudnak lelátni a Titán légkörének mélyebb rétegeibe, és így meg tudták figyelni a légkörben felfelé mozgó felhőket, amelyek a Föld légkörében működő konvektív cellákhoz hasonlóan viselkedtek. A csillagászok már korábban is megfigyelték a Titán légkörében a metánfelhők konvekcióját, de akkor a déli pólus térségében. A mostani felfedezés azért fontos, mert a Cassini-szonda a hold északi sarkvidékén fedezte fel a metántavakat és tengereket. Ily módon pontosabban megérthetik a Titán éghajlati ciklusait, azt, hogyan keletkezik a metánfelhőkből eső, és hogyan pótlódik a tavakból és tengerekből elpárolgó metán, hasonlóan a víz körforgásához a Földön.
A bőségesen jelen lévő metánnak és a légkörben előforduló rengeteg bonyolult szénvegyületnek köszönhetően az asztrobiológusok fontos kutatási célpontnak tekintik a Titánt. Egyesek szerint a Hold ahhoz lehet hasonló, mintha a Föld mélyhűtött állapotban lenne, a Titán kémiai folyamatainak vizsgálata pedig esetleg segíthet megérteni a földi élet keletkezését. Éppen ezért kutatásaik részeként Nixon és kollégái a Webb-űrtávcsővel a metilgyöknek nevezett atomcsoportot (CH3) vizsgálták. A metilgyök akkor alakul ki, amikor a napfény feltépi a metán (CH4) molekuláját, ami azt jelenti, hogy a csillagászoknak sikerült egy ténylegesen működő kémiai folyamat nyomait észlelni a Titánon. Ezek alapján megjósolható a Titán jövője: a Nap sugárzása fokozatosan elszegényíti metánban a hold felsőlégkörét, ezért a vegyület idővel teljesen eltűnik a légkörből, így körforgása megszűnik. Nixon elképzelhetőnek tartja, hogy a metán évmilliárdok alatt folyamatosan pótlódik a kéregből, de ha nem, akkor végső soron az egész légkör eltűnik, a Titán pedig kopár, porral és dűnékkel borított égitestté válik.
Martin Cordiner (Catholic University of America), aki nem vett részt a kutatásban, lenyűgözőnek tartja a JWST-vel elért eredményeket. Különösen fontosnak nevezte a nagyon nehezen kimutatható metilgyök észlelését, ami segít megismerni a Titán légkörének kémiáját, és kideríteni azt, pontosan milyen vegyületek kerülhetnek a metánesővel a hold jeges felszínére.
Az eredmények valóban fontosak, de a kutatók újabb meglepetéseket is várnak, elsősorban azért, mert a Titánon 2025-ben következik be a nap-éj egyenlőség, ami hatással lehet az égitest légkörének időjárási rendszereire. Előrejelzéseik szerint akár drámai változások is felléphetnek.
Kapcsolódó cikkek: Kapcsolódó linkek:
Mehet a Dragonfly
Metánjéghegyek
Dinamikus Titán
Távolodó Titán
Helikopter a Titánra
Mély tavak és fantomtavak a Titan felszínén
Infravörös Titán
Porviharok a Titanon
Időjárás a Titánon (Sky & Telescope)
A Szaturnusz Enceladus nevű holdján megfigyelt kilövellések a legújabb eredmények szerint közvetlenül a felszín alatti óceánból eredhetnek.
