Titan terlihat di balik cincin Saturnus Efek kabur aerosol Titan adalah jelas dalam gambar ini, di mana bulan oranye mengintip dari balik dua cincin Saturnus. Kecil, Epimetheus belur, lain dari Saturnus 62 bulan, muncul tepat di atas cincin.
bagian utara Titan Titan, di mana itu awal musim semi, tampak sedikit lebih gelap dari bagian selatan, di mana itu awal musim gugur, dalam hal ini gambar yang diambil pada tanggal 22 Maret 2010. Seperti Bumi, Titan memiliki empat musim yang khas, yang masing-masing berlangsung sekitar tujuh tahun Bumi. Kredit: NASA / JPL / Space Science Institute > Gambar lebih besar Setiap hari adalah udara yang buruk hari di bulan terbesar Saturnus, Titan. Diselimuti oleh kabut asap jauh lebih buruk daripada asap bersendawa di Los Angeles, Beijing atau bahkan Sherlock Holmes di London, bulan terlihat seperti bola oranye kotor. Digambarkan sekali sebagai minyak mentah tanpa belerang, kabut yang terbuat dari tetesan kecil dari hidrokarbon dengan yang lain, bahan kimia yang lebih berbahaya dicampur gunk masuk.
Icky kedengarannya, Titan benar-benar yang paling langka dari permata: satunya bulan di tata surya kita dengan suasana yang layak planet. suasana ini datang lengkap dengan petir, gerimis dan kadang-kadang gaya, besar musim panas-hujan dari awan yang terbuat dari etana metana atau - hidrokarbon yang terkenal karena peran mereka dalam gas alam.
Sekarang, tipis, awan tipis partikel es, mirip dengan awan cirrus bumi, yang dilaporkan oleh Carrie Anderson dan Robert Samuelson di NASA Goddard Space Flight Center di Greenbelt, The Md Temuan yang diterbitkan 1 Februari di Icarus, dibuat dengan menggunakan Komposit Spektrometer Inframerah (CIRS) pada pesawat ruang angkasa Cassini milik NASA.
Tidak seperti kabut asap kecoklatan Titan, awan es memiliki penampilan putih mutiara salju yang baru jatuh. Keberadaan mereka adalah petunjuk terbaru untuk kerja menarik atmosfer Titan dan satu-jalannya "siklus" yang memberikan hidrokarbon dan senyawa organik lainnya ke tanah sebagai hujan. Mereka senyawa tidak menguap untuk mengisi suasana, tapi entah bagaimana pasokan belum berjalan keluar (belum?).
"Ini adalah pertama kalinya kami telah mampu untuk mendapatkan rincian tentang awan ini," kata Samuelson, seorang ilmuwan emeritus di Goddard dan co-penulis kertas. "Sebelumnya, kami memiliki banyak informasi tentang gas-gas di atmosfer Titan tapi tidak banyak tentang awan [high-ketinggian]."
Bengkak metana dan etana awan telah ditemukan sebelumnya oleh pengamat berbasis darat dan di gambar yang diambil oleh subsistem ilmu pengetahuan imaging Cassini dan spektrometer pemetaan visual dan inframerah. Dibandingkan dengan awan-awan, ini adalah lebih tipis dan terletak lebih tinggi di atmosfer. "Mereka sangat lemah dan sangat mudah untuk dilewatkan," kata Anderson, penulis utama paper tersebut. "Yang satunya petunjuk sebelumnya bahwa mereka ada yang sekilas samar bahwa NASA Voyager 1 pesawat ruang angkasa ditangkap karena terbang di atas Titan pada tahun 1980."
Dlm keadaan yg berbahaya
Bahkan sebelum Voyager 1 mencapai Titan, para ilmuwan tahu bulan terbungkus dalam suasana tebal yang mungkin mengandung hidrokarbon. Bagian dari suasana itu, Voyager ditemukan, adalah kabut yang begitu mencekik yang menyembunyikan setiap bit dari permukaan bulan.
Hanya sedikit cahaya menembus kabut ini, atau aerosol, sehingga studi bergantung pada instrumen yang beroperasi pada panjang gelombang di luar pandangan manusia. Ini adalah bagaimana Voyager belajar bahwa atmosfer Titan terbuat sebagian besar dari nitrogen, seperti Bumi. Tidak seperti atmosfer bumi, meskipun, Titan tidak memiliki oksigen atau air untuk berbicara tentang. Sebaliknya, ia mengandung sejumlah kecil bahan organik, termasuk anggota keluarga hidrokarbon seperti metana, etana dan propana.
Voyager juga meraih indikasi bahwa Titan stratosfer, lapisan kedua dari atmosfer terendah, memendam "es terbuat dari beberapa senyawa organik yang eksotis," kata Samuelson. "Pada waktu itu, itu tentang semua yang kita tahu."
Cepat-maju seperempat abad ke-pertengahan tahun 2006, dekade terakhir penelitian yang dilakukan dari teleskop, kedatangan Cassini masa lalu di Saturnus, masa lalu probe pendaratan Huygens Badan Antariksa Eropa di Titan dan mengambil gambar pertama dari permukaan, melewati penemuan metana dan etana awan. Pada titik ini, Cassini terus orbit Saturnus dan mengunjungi bulan Titan dan lainnya secara berkala.
Lebih dari setengah lusin hidrokarbon telah diidentifikasi dalam bentuk gas di atmosfer Titan, tetapi lebih banyak lagi mungkin mengintai di sana. Para peneliti di seluruh dunia mencari mereka, termasuk Anderson dan Samuelson, yang menggunakan CIRS (diucapkan "Sears") instrumen pada Cassini.
Pinpointing ketinggian di mana gas tersebut berubah menjadi es adalah sungguh-sungguh bekerja. Para peneliti scan atas dan ke bawah atmosfer, berhenti di ketinggian masing-masing untuk katalog membunuh sinyal yang harus terpisah kemudian diejek sehingga molekul dapat diidentifikasi. "Anda dapat belajar banyak tentang senyawa, bahkan jika Anda tidak tahu apa itu, dengan melihat bagaimana didistribusikan secara vertikal," kata Anderson. "Di mana mengakumulasi? Di mana itu menghilang Bagaimana tebal batas?? Apakah ada layering terjadi?"
Anderson dan Samuelson memulai serangkaian pengamatan di dekat kutub utara Titan, di sekitar garis lintang sama Voyager menatap, 62 ° N dan 70 ° N. Di Bumi, ini hanya akan jatuh di dalam dan luar cincin untuk Lingkaran Arktik.
Tim ini berfokus pada pengamatan dibuat ketika CIRS diposisikan untuk mengintip ke atmosfer pada sudut, merumput tepi Titan. Jalan ini melalui atmosfir adalah lebih panjang dari satu ketika pesawat ruang angkasa terlihat lurus ke bawah di permukaan. Planetary ilmuwan menyebutnya "melihat pada anggota badan," dan menimbulkan kemungkinan menghadapi molekul yang cukup menarik untuk menghasilkan sinyal yang kuat.
Ia bekerja. Ketika sisir peneliti melalui data mereka, mereka berhasil memisahkan tanda tangan tanda awan es dari aerosol. "Ini, indah awan es indah optik tipis, dan mereka menyebar," kata Anderson. "Tapi kami mampu menangkap mereka karena panjang jalan panjang pengamatan."
Selain bercak awan, para peneliti mengumpulkan informasi yang cukup untuk mengukur ukuran partikel es. Hasil mendapatkan dilaporkan dalam kertas 2010 Januari Icarus oleh Anderson, Samuelson, mereka Goddard rekan Gordon Bjoraker dan Richard Achterberg, dari University of Maryland anggota staf yang bekerja di Goddard.
"Itu bukti yang meyakinkan," kata Anderson. "Apa Voyager yang dilihatnya itu nyata."
Itu Merasa Tenggelam
Awan di Titan tidak dapat dibuat dari air karena sangat dingin di planet ini. "Jika Titan memiliki air apapun di permukaan, itu akan solid seperti batu," kata Goddard Michael Flasar, Kepala Penyidik untuk CIRS.
Sebaliknya, pemain kunci adalah metana. Tindakan yang dimulai tinggi di atmosfer, di mana beberapa metana mendapat dipecah dan reformasi ke etana dan hidrokarbon lain, atau menggabungkan dengan nitrogen untuk membuat bahan yang disebut nitril. Setiap senyawa ini mungkin dapat membentuk awan jika cukup terakumulasi di daerah yang cukup dingin.
Suhu awan-membentuk terjadi dalam "dingin, kedalaman dingin stratosfer Titan," kata Anderson. Para peneliti berpikir bahwa senyawa mendapatkan pindah ke bawah oleh aliran konstan gas yang mengalir dari tiang di belahan bumi lebih hangat ke tiang di belahan bumi dingin. Di sana, tenggelam gas.
Pola sirkulasi mencuri gas begitu banyak dari belahan hangat yang peneliti dapat mengukur ketidakseimbangan. Masuknya dari semua gas ini memberikan awan belahan bumi lebih dingin. "Pada suhu dingin, lebih banyak gas akan mengembun pula," Anderson menjelaskan, "dan di atas itu, suasana kesedihan sejumlah besar gas ekstra di sana."
Dia dan Samuelson pikir ini adalah mengapa awan es pertama kali terlihat di utara. Ketika Voyager terbang pada bulan November 1980, utara baru saja menyeberang dari musim dingin ke musim semi. Dan utara itu pada pertengahan musim dingin ketika tim melakukan observasi awal. (Satu tahun Titan berlangsung 29-1/2 Bumi tahun, jadi musim semi datang lagi ke utara Titan pada bulan Agustus 2009.)
Namun, tim menduga, selatan seharusnya tidak kekurangan es awan, melainkan hanya harus memiliki lebih sedikit dari mereka. "Selama 30 tahun, Bob [Samuelson] sudah mengatakan bahwa awan ini harus ada di belahan bumi selatan," kata Anderson, "sehingga kami memutuskan untuk melihat."
Tim itu memeriksa belahan selatan Titan (di 58 ° lintang S) dan kedua sisi dari khatulistiwa (15 ° N dan 15 ° S). Tentu saja, mereka melihat awan di semua tiga lokasi. Dan seperti diperkirakan, awan di utara lebih banyak - pada kenyataannya, tiga kali lebih banyak - daripada di selatan khatulistiwa.
"Fakta bahwa awan lebih ditingkatkan di daerah kutub dingin adalah tanda menjanjikan," kata Flasar. "Ini memperkuat gagasan bahwa molekul-molekul yang membentuk awan ini sedang dilaksanakan oleh penurunan sirkulasi global."
Exotic Es
Bagian dari daya pikat Titan telah lama menjadi senyawa organik di atmosfer, terutama karena beberapa dianggap terlibat dalam kejadian yang menyebabkan kehidupan di Bumi. Salah satunya adalah cyanoacetylene, seorang anggota keluarga nitril. Tanda tangan khas Senyawa ini membuat yang pertama dijemput di awan es utara oleh Voyager 1 dan oleh Anderson dan Samuelson.
Untuk membuat sambungan antara molekul dan kehidupan bukanlah titik Anderson, meskipun. "Aku suka es dan aerosol," katanya, "dan Titan ini laboratorium alam yang besar untuk mempelajari mereka."
Sebagai peneliti terus mengidentifikasi senyawa di atmosfer Titan, kemungkinan calon berikutnya untuk es adalah hidrogen sianida, sebuah nitril dengan reputasi duniawi sebagai racun. Dalam aerosol, tim sedang menyelidiki fitur menarik dalam data yang tampaknya mewakili hidrokarbon yang lebih besar daripada siapa telah diidentifikasi sebelumnya, menurut Samuelson. Petunjuk awal menunjukkan tanda tangan dapat menunjukkan hidrokarbon polisiklik aromatik (PAH), yang biasanya mendapat perhatian di Bumi karena polutan yang dilepaskan oleh pembakaran bahan bakar fosil. Dalam ruang, bentuk PAH di daerah di mana bintang-bintang lahir dan mati.
Setiap nugget informasi seperti ini adalah membantu para ilmuwan bersama sepotong siklus hidup dan nasib akhir dari hidrokarbon Titan, yang tidak pernah memasuki kembali atmosfir melalui penguapan. "Mereka jatuh ke permukaan, dan itu jalan buntu," kata Samuelson, "namun atmosfer Titan masih memiliki metana di dalamnya. Kami mencoba untuk mencari tahu mengapa."
The Great Switcheroo
Pada awalnya, nitril beku Titan sepenuhnya tampaknya tidak berhubungan dengan awan Bumi. Bahkan menyisihkan bahan-bahan eksotis mereka, mereka bentuk yang jauh lebih tinggi di atmosfer ini: di ketinggian sekitar 30 sampai 60 mil (di stratosfer) versus tidak lebih dari 11 mil (dalam troposfer) untuk hampir semua awan Bumi.
Tapi Bumi memang memiliki beberapa awan stratosfer kutub yang muncul di atas Antartika (dan kadang-kadang di Kutub Utara) selama musim dingin. Awan ini terbentuk di udara sangat dingin yang terjebak di tengah pusaran kutub, angin keras yang cambuk sekitar tinggi tiang di stratosfer. Ini adalah daerah yang sama di mana lubang ozon bumi ditemukan.
Titan memiliki vortex kutub sendiri dan bahkan mungkin memiliki mitra untuk lubang ozon kita. Tingkat kesamaan yang menarik, kata Flasar, mengingat komposisi yang berbeda dan kimia dari awan stratosfer di Bumi versus Titan.
"Kami mulai mencari tahu bagaimana serupa awan Titan adalah untuk bumi," ujar Samuelson. "Bagaimana mereka membandingkan Bagaimana mereka tidak membandingkan??"
Uji besar pemahaman ilmuwan atmosfer Titan akan datang tahun 2017, ketika musim panas datang ke utara dan selatan terjun ke musim dingin. "Kami berharap untuk menemukan pembalikan lengkap dalam sirkulasi gas kemudian," kata Anderson. "Gas harus mulai mengalir dari utara ke selatan Dan itu harus berarti sebagian besar awan es ketinggian tinggi akan berada di belahan bumi selatan.."
perubahan besar lain adalah di toko untuk Titan kemudian, Flasar menambahkan, termasuk hilangnya angin sengit di sekitar kutub utara. "Pertanyaan besar adalah: akan pusaran pergi dengan bang atau rintihan?" katanya. "Di Bumi, ia pergi keluar dengan bang Sangat dramatis.. Tetapi pada Titan, mungkin pusaran hanya secara bertahap fizzles keluar seperti senyum kucing Chesire."
0 komentar:
Posting Komentar