Saturns Moon Titan. Billedkredit: NASA / JPL / SSI. Klik for at forstørre.
Forskere fra University of Arizona siger, at de ejendommelige skyer på mellemvidde breddegrader i Titans sydlige halvkugle kan danne sig på samme måde som forskellige skybånd dannes ved Jordens ækvator.
”Titans vejr er meget anderledes end Jordens,” sagde UA-lektor Caitlin Griffith. ”Hvis du gik forbi Titans linje med minus 40 grader, kunne du muligvis blive bruset med flydende naturgas. Hvis du besluttede at besøge Titans sydpol, vil du muligvis støde på en storm på størrelse med en orkan, der også består af metan, mere almindeligt kendt som naturgas, ”sagde Griffith. ”Ellers må du ikke forvente skyer på Titan.”
Titans vejrprognose har været den samme i årevis, og det forsker forskere. De forstår ikke, hvorfor skyer en tusind miles lang strækker sig over den tempererede breddegrad.
”Forestil dig, hvor nysgerrig det ville være, hvis der ud over Jordens poler kun eksisterede skyer på breddegrad, der krydser New Zealand, Argentina og Chile,” sagde Griffith. ”Endvidere finder Henry Roe (fra Californien Institut for Teknologi) og hans kolleger, at de fleste af disse ejendommelige skyer samles ved nul grader og 90 graders længdegrad, svarende til Jordens breddegrader sydvest og sydøst for Cape of Good Hope,” tilføjede hun .
Den meget lokaliserede natur af skyerne antyder, at de har noget at gøre med Titans overflade, sagde Griffith. Forskere mener, at isvulkaner skal udluftes metan - den gas, der kondenseres som skyer - i Titans disige, for det meste nitrogenatmosfære. Ellers ville månens atmosfæriske metan være forsvundet for milliarder af år siden, fordi metan ødelægges af ultraviolet sollys.
Griffith, Paulo Penteado og Robert Kursinski fra UAs Lunar and Planetetary Lab studerede skyenes oprindelse ved at analysere skyhøjde og -tykkelse ved hjælp af billeder fra Cassinis visuelle og infrarøde kortlægningsspektrometer (VIMS). Dette instrument er blandt en række instrumenter på Cassini-rumfartøjet, der kredser om Saturn. Det måler lys ved 256 forskellige bølgelængder. Griffith er medlem af det UA-baserede VIMS-team, ledet af Robert Brown fra UAs Lunar and Planetary Lab. Griffith og hendes kolleger analyserede billeder, der gav dem et 3D-billede af skyen og en seks-rammefilm, der viser, hvordan den udviklede sig i løbet af tre timer.
”Skyenes struktur viser sig at være kompliceret,” sagde Griffith. ”Vi registrerede ikke en region, men mange regioner med skydannelse. Hver lange sky består af et antal kraftige storme, hvor skyer stiger til 40 kilometer højde (25 miles) på et par timer og spreder sig i løbet af den næste halve time. Graden af skyopstigning og spredning antyder, at vi er vidne til dannelsen af konvektive skyer, der sandsynligvis ligner tordenvejr, der forsvinder gennem nedbør.
”I løbet af de næste flere timer ser vi skyerne danne lange haler, hvilket indikerer, at stærk vestlig vind strækker skyerne ud og bærer partiklerne i vinden tusind kilometer (mere end 600 miles). Dette detaljerede kig på strukturen af disse skyer afslører, at skyerne udvikler sig fra et antal små aktive skyformationscentre, der er oprettet som en ujævn streng perler med en længde på 40 grader syd. Disse lokale storme forårsager et sundt regn og meget lange skyer, når vinden først har strækket dem ud. ”
Griffith hævder, at det er usandsynligt, at mange is vulkaner, alle på linje 40 grader sydlig bredde, danner disse skyer. Derudover vurderer forskerne, at skyaktiviteten ved længde nul grader, hvis den er vulkansk, ikke ser ud til at sprøjte ud nok metan til at skabe skyen i mellembreddegrad. Mindre skyer ligger faktisk modvind fra hovedskyen med en længde på 0 grader, bemærker de. Holdet konkluderer også, at skyerne naturligvis ikke er forårsaget af Saturns tidevandstræk i Titans atmosfære. De finder heller ikke bevis på, at bjerge og søer kan forårsage bjergskyer eller havskyer, sagde Griffith.
”Vi mener, at det ikke er tilfældigt, at Titans sydpolvarmhætte strækker sig fra polen til 40 grader sydlig bredde - nøjagtigt hvor metansky-båndet vises,” sagde Griffith. Forskerne antyder, at den globale cirkulation kan få luften til at stige ved dette latitutude på Titan, ligesom der dannes skyer i et bånd omkring Jordens ækvator og regn på de Caribiske øer. ”En sådan stigende luft ville afskære luft fra det sydpolære område fra at blandes med resten af månens atmosfære og få svog til at opbygge sig og danne en hætte over polen,” tilføjede Griffith.
Teoretisk modellering understøtter UA-holdets konklusion, sagde Griffith. Pascal Ranou og hans gruppe i Paris studerede Titans cirkulation med en detaljeret og kompliceret generel cirkulationsmodel. Hans model forudsiger, at solvarme naturligt skaber stigende luft på Titan på 40 grader sydlig bredde.
Det næste mysterium er grunden til, at Titans sydlige midt-breddegradsskyer er bundet til nul graders længdegrad. Der er endnu ingen bevis for, at vulkaner, bjergkæder eller Saturns tidevand er involveret, sagde Griffith. ”Hvad der forårsager sammenknytningen er uklart og involverer sandsynligvis ukendte funktioner på Titans stadig stort set uudforskede overflade,” sagde Griffith.
Griffith, Kursinki og Penteado offentliggør en artikel om deres forskning i den 21. oktober-udgave af Science.
Cassini-Huygens-missionen er et samarbejdsprojekt fra NASA, Det Europæiske Rumfartsagentur og det italienske rumfartsagentur. Jet Propulsion Laboratory, en afdeling fra California Institute of Technology i Pasadena, Californien, administrerer missionen for NASA's Science Mission Directorate, Washington, D.C. Cassini-orbiteren og dens to onboard-kameraer blev designet, udviklet og samlet på JPL. Det visuelle og infrarøde kortlægningsspektrometerteam er baseret på University of Arizona i Tucson.
Original kilde: University of Arizona News Release
