Ända sedan Cassini-sonden anlände till Saturnus 2004, har den avslöjat några häpnadsväckande saker om planetens månmord. Titan, Saturnus största måne, har varit en speciell källa till fascination. Mellan dess metansjöar, kolväterik atmosfär och närvaron av en "metan cykel" (liknande jordens "vattencykel"), det finns ingen brist på fascinerande saker som händer på denna Cronian måne.
Som om det inte räckte upplever Titan också säsongsförändringar. För närvarande börjar vintern på den södra halvklotet, som kännetecknas av närvaron av en stark virvel i den övre atmosfären ovanför sydpolen. Detta representerar en vändning av vad Cassini-sonden bevittnade när den först började observera månen för över ett decennium sedan, när liknande saker hände på norra halvklotet.
Dessa upptäckter delades vid det gemensamma 48: e mötet i American Astronomical Society's Division for Planetetary Sciences och den 11: e Europeiska planetary Science Congress, som ägde rum från 16 till 21 oktober i Pasadena, Kalifornien. Som den andra gemensamma konferensen mellan dessa organ är målet med detta årliga möte att stärka det internationella vetenskapliga samarbetet inom planetvetenskap.
Under mötet har Dr. Athena Coustenis - forskningsdirektören (1st klass) med National Centre for Scientific Research (CNRS) i Frankrike - delade de senaste atmosfäriska data som hämtats av Cassini. Som hon sa:
"Cassinis långa uppdrag och ofta besök i Titan har gjort det möjligt för oss att se mönstret av säsongsförändringar på Titan, i utsökt detalj, för första gången. Vi anlände till den norra mitten av vintern och har nu haft möjlighet att övervaka Titans atmosfäriska svar genom två hela säsonger. Sedan jämvikt, där båda halvkuglarna fick lika uppvärmning från solen, har vi sett snabba förändringar. ”
Forskare har varit medvetna om säsongens förändringar på Titan under en tid. Detta kännetecknas av varma gaser som stiger upp på sommarstången och kalla gaser som sätter sig ner på vinterpolen, med värme som cirkuleras genom atmosfären från pol till pol. Denna cykel upplever periodiska reverseringar när säsongerna växlar från en halvkula till den andra.
Under 2009 observerade Cassini en storskalig omvändning omedelbart efter jämnjusteringen av det året. Detta ledde till ett temperaturfall på cirka 40 ° C (104 ° F) runt den södra polära stratosfären, medan den norra halvklotet upplevde gradvis uppvärmning. Inom månader efter jämvikt dök upp en spårgasvirvel över sydpolen som visade glödande fläckar, medan ett liknande drag försvann från nordpolen.
En reversering som denna är viktig eftersom den ger astronomer en chans att studera Titans atmosfär mer detaljerat. I huvudsak visar den södra polära virvelen koncentrationer av spårgaser - som komplexa kolväten, metylacetylne och bensen - som ackumuleras i frånvaro av UV-ljus. Med vintern nu på den södra halvklotet kan dessa gaser förväntas samlas i överflöd.
Som Coustenis förklarade är detta en möjlighet för planetforskare att testa sina modeller för Titans atmosfär:
"Vi har haft chansen att bevittna början av vintern från början och närmar oss topptiden för dessa gasproduktionsprocesser på södra halvklotet. Vi letar nu efter nya molekyler i atmosfären ovanför Titans sydpolregion som har förutsagits av våra datormodeller. Att göra dessa upptäckter hjälper oss att förstå fotokemin som pågår. ”
Tidigare hade forskare bara kunnat observera dessa gaser på höga nordliga breddegrader, som varade långt in på sommaren. De förväntades genomgå långsam fotokemisk förstörelse, där exponering för ljus skulle bryta ner dem beroende på deras kemiska smink. Under de senaste månaderna har emellertid en zon med utarmad molekylgas och aerosoler utvecklats på en höjd mellan 400 och 500 km över hela norra halvklotet.
Detta antyder att i höga höjder har Titans atmosfär en viss komplex dynamik på gång. Vad dessa kan vara är ännu inte klart, men de som har gjort studien av Titans atmosfär till en prioritet är ivriga att ta reda på det. Mellan nu och slutet av Cassini-uppdraget (som planeras till september 2017) förväntas sonden ha gett en fullständig bild av hur Titans mitten och övre atmosfär uppträder.
I slutet av uppdraget kommer rymdsonden Cassini att ha genomfört mer än 100 riktade flubys av Saturnus. På så sätt har den effektivt sett hur ett helt år på Titan ser ut, komplett med säsongsvariationer. Denna information kommer inte bara att hjälpa oss att förstå de djupare mysterierna i en av solsystemets mest mystiska månar, den borde också komma till nytta om och när vi skickar astronauter (och kanske till och med nybyggare) dit en dag!
