Takket være Cassini-missionen og Huygens-sonden har vi skimtet en våd verden, da videnskaben kiggede på Saturns måne, Titan. Selvom den kemiske sammensætning er anderledes end vores, har Titan stadig lignende egenskaber som skyer, tåge, regn og endda søer. Oprindelsen af disse funktioner er imidlertid ikke rigtig blevet forklaret indtil nu.
Forskere ved California Institute of Technology (Caltech) har været hårde på at skabe et computerprogram baseret på observationer foretaget af Cassini-billeddannelse og radar, der kunne hjælpe med at forklare Titans vejrmønstre og væskeoverfladeaflejringer. En stor underhed blev opdaget i 2009, da Oded Aharonson, Caltech-professor i planetarisk videnskab, og hans team bekræftede, at Titans søer syntes at være samlet omkring dens poler - mere overvejende på den nordlige halvkugle end sammenlignet med den sydlige - men det er ikke den eneste nysgerrighed. Områderne omkring ækvator formodede at være tørre, men Huygens-sonden afslørede områder med afstrømning, og fire år senere observerede forskere et stormsystem, der leverede fugt. Brug for mere? Tjek derefter skyerne observeret af jordbaserede teleskoper ... De samles omkring sydlige midterste og høje breddegrader i Titans sommerhalvdel på den sydlige halvkugle.
”Vi kan se i årevis og se næsten intet ske. Dette er dårlige nyheder for folk, der prøver på at forstå Titans meteorologiske cyklus, da ikke kun ting sker sjældent, men vi har en tendens til at savne dem, når de DO sker, fordi ingen ønsker at spilde tid på store teleskoper - som du har brug for at studere hvor skyerne er, og hvad der sker med dem - ser på ting, der ikke sker, ”forklarer Mike Brown fra California Institute of Technology (Caltech).
Jo da. Forskerne har arbejdet hårdt på at skabe modeller, der kunne forklare disse eksotiske vejrfunktioner, men sådanne forklaringer involverer udvejsteorier, såsom kryogene vulkaner, der sprænger metandamp ud for at forårsage skyer. Imidlertid er de nyeste computer gengivelser meget mere basale - principperne for atmosfærisk cirkulation. ”Vi har en samlet forklaring på mange af de observerede funktioner,” siger Tapio Schneider, Frank J. Gilloon, professor i miljøvidenskab og teknik. ”Det kræver ikke kryovolkaner eller noget esoterisk.” Schneider sammen med Caltech-kandidatstuderende Sonja Graves, tidligere Caltech-kandidatstuderende Emily Schaller (PhD '08) og Mike Brown, Richard og Barbara Rosenberg-professor og professor i planetarisk astronomi, har offentliggjort deres resultater i tidsskriftet 5. januar af tidsskriftet Natur.
Hvorfor er dette datasæt anderledes end dets forgængere? Ifølge Schneider var disse nye simuleringer i stand til at gengive skymønstre, der matcher faktiske observationer - helt ned til fordelingen af søer. ”Metan har en tendens til at samle sig i søer omkring polerne, fordi sollyset der gennemsnitligt er svagere,” forklarer han. "Energi fra solen fordamper normalt flydende metan på overfladen, men da der generelt er mindre sollys ved polerne, er det lettere for flydende metan der at samle sig i søer." Fordi Titan har en aflang bane, er den lidt længere væk i løbet af sommeren på den nordlige halvkugle, hvilket giver mulighed for en længere regntid og dermed en stærkere ansamling af søer.
Så hvad med storme? Tæt på ækvator er Titan ikke meget spændende - eller er det? Oprindeligt blev det teoretiseret, at området var næsten ørkenlignende. Det var derfor, da Huygens-sonden opdagede beviser for afstrømning, det viste sig, at eksisterende modeller kunne være forkerte. Forestil dig overraskelsen, da Schaller, Brown, Schneider og den daværende postdoktoriske forsker Henry Roe opdagede storme i denne angiveligt tørre region i 2009! Ingen kunne finde ud af det, og programmerne gjorde lidt mere end at forudsige en regn. Med den nye model blev kraftige regnvejr en mulighed. ”Det regner meget sjældent på lave breddegrader,” siger Schneider. ”Men når det regner, hælder det.”
Så hvad ellers gør den nye Titan vejrcomputermodel endnu mere unik? Denne gang kører det i 135 titan år og forbinder metansøerne - og hvordan metan distribueres - til dens atmosfære. Ifølge forskningen stemmer dette overens med de nuværende observationer af Titan-vejret og vil hjælpe med at forudsige, hvad der kunne ses i de kommende år. At foretage testbare forudsigelser er ”en sjælden og smuk mulighed i planetariske videnskaber,” siger Schneider. "Om få år ved vi, hvor rigtige eller forkerte de er."
”Dette er bare begyndelsen,” tilføjer han. ”Vi har nu et værktøj til at gøre ny videnskab med, og der er meget, vi kan gøre og vil gøre.”
Original historiekilde: California Institute of Technology News Release. For yderligere læsning: Caltech-videnskabsmænd opdager storme i tropanerne i Titan.
