Da de forberedte sig på Cassinis besøg i Saturns måne Titan, forventede forskere at se stedet skrubbet i etan - et biprodukt af nedbrydningen af metan. Det er muligt, at denne sky regner ned etan om sommeren og derefter kondenserer omkring polen om vinteren, akkumuleres som is.
Cassinis Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) har opdaget, hvad der ser ud til at være en massiv ethan sky omkring Titans nordpol. Skyen slynger muligvis etan-snefnug i metansøer nedenfor.
Skyen kan være den ledetråd, der er nødvendig til at løse et puslespil, der har forvirret forskere, der hidtil har set lidt bevis på et slør af ethansky og overfladevæsker, der oprindeligt blev betragtet som omfattende nok til at dække hele Titans overflade med et 300 meter dybt hav .
Inden Cassini-Huygens-missionen begyndte at besøge Titan i 2004, ”Vi forventede at se masser af etan - store ethanskyer på alle breddegrader og omfattende hav på overfladen af Saturns gigantiske måne Titan,” sagde planetariske forsker Caitlin Griffith fra Arizona.
Det skyldes, at ultraviolet sollys uigenkaldeligt nedbryder metan i Titans mest kvælstofatmosfære. Ethan er langt den mest rigelige biprodukt, når metan nedbrydes. Hvis metan har været en bestanddel af atmosfæren i hele Titans levetid på 4,5 milliarder år - og der ikke var nogen grund til at formode, at det ikke havde gjort det - ville den store måne være fyldt med ethanhav, videnskabsteoretikere.
NASAs Cassini-rumfartøjsradar fandt søer i Titans nordlige arktiske breddegrader på en flyby sidste 22. juli. Men ”Vi ved nu, at Titans overflade stort set er blottet for søer og oceaner,” sagde Griffith. Hun er medlem af UA-baserede Cassini VIMS-team, ledet af professor Robert Brown fra UAs Lunar and Planetary Lab.
Den manglende etan er desto mere mystisk, fordi Cassini-billeder antyder, at andre mindre rigelige faste udfældninger fra de fotokemiske reaktioner i Titans atmosfære har dannet klitter og dækket krater på dens overflade, sagde Griffith.
VIMS foretog den første detektion af Titans enorme polære ethan sky, da den efterforskede Titans høje nordlige breddegrader på Cassini flybys i december 2004, august 2005 og september 2005.
VIMS opdagede cirrusskyen som et lyst bånd i højder fra mellem 30 km og 60 km i kanten af Titans arktiske cirkel, mellem 51 grader og 69 grader nordlig bredde. VIMS så kun en del af skyen, fordi det meste af den nordlige polære region er i vinterens skygge og ikke vil være fuldt oplyst før i 2010, bemærkede Griffith.
”Vores observationer indebærer, at overfladeaflejringer af etan skal findes specifikt ved polerne, snarere end globalt fordelt over Titans disk, som tidligere antaget,” sagde Griffith. ”Det kan delvis forklare manglen på flydende ethanhav og skyer på Titans midterste og nedre breddegrad.”
”Vi tror, at ethan regner, eller hvis temperaturerne er koldt nok, at det sneer på nordpolen lige nu. Når sæsonerne skifter, forventer vi, at etan kondenserer på sydpolen i løbet af vinteren, ”sagde Griffith. Hvis polære forhold er så kølige, som forudsigelserne siger, kan ethan ophobes som polær is.
Ethan opløses i metan, som forskere forudsiger at det regner fra atmosfæren på nordpolen i løbet af sin kølige vinter. ”I de polare vintre forventer vi, at lavlandet vugger metan-søer, der er rige på etan,” bemærkede Griffith. ”Måske er det disse søer, som Cassini for nylig har afbildet.”
Hvis der blev produceret ethan med dagens hastighed over Titans hele levetid, ville i alt to kilometer ethan have udfældet over polerne. Men det synes usandsynligt, sagde Griffith.
Forskere har ingen direkte bevis for polære hætter af etanis. Titans nordpol ligger i vintermørke, og Cassini-kameraer har endnu ikke set det i reflekteret lys. Cassini-kameraer har afbildet Titans sydpol. ”Morfologien, der ses på disse billeder, tyder ikke på en polar iskappe på to kilometer, men billederne viser flowfunktioner,” sagde Griffith.
”Vi vil begynde at gøre flere polære pass i de kommende måneder,” tilføjede hun. ”Ved udgangen af næste år vil Cassini have registreret den første polære temperaturprofil for Titan, som vil fortælle os, hvordan kolde forhold er ved polen.”
Griffith er første forfatter til artiklen, ”Evidence for a Polar Ethane Cloud on Titan,” offentliggjort i den aktuelle (september 15) udgave af Science. Paulo Pinteado og VIMS-teamleder Robert Brown fra UA og forskere fra Frankrig, Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien, U.S. Geological Survey, Cornell University, NASA Ames Research Center, Portugal og Tyskland er medforfattere.
Griffith, Pinteado og Robert Kursinski fra UA samarbejdede tidligere i undersøgelser af de tusind mil lange metanskyer, som båndet Titan på sydlige breddegrader. De konkluderede ved at analysere VIMS-billeder, at disse stærkt lokaliserede, konvektive skyer, der er sammensat af metan, er resultatet af sommeropvarmning meget som tordenvejr dannes på Jorden.
VIMS-instrumentet er et billedspektrometer, der producerer et specielt datasæt kaldet en billedterning. Det tager et billede af et objekt i mange farver samtidig. Et almindeligt videokamera tager billeder i tre primærfarver (rød, grøn og blå) og kombinerer dem for at producere billeder, som det menneskelige øje ser. VIMS-instrumentet tager billeder i 352 separate bølgelængder eller farver, der spænder over et farverige område langt ud over dem, der er synlige for mennesker. Alle materialer reflekterer lys på en unik måde. Så molekyler af ethvert element eller forbindelse kan identificeres ved hjælp af bølgelængderne, de reflekterer eller absorbere, deres "signatur" -spektre.
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 NASAs 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
