Tack vare Cassini-uppdraget och Huygens-sonden har vi skymtat en våt värld när vetenskapen tittade på Saturnus måne, Titan. Även om den kemiska sammansättningen är annorlunda än vår, har Titan fortfarande liknande egenskaper som moln, dimma, regn och till och med sjöar. Dock har ursprunget till dessa funktioner inte riktigt förklarats förrän nu.
Forskare vid California Institute of Technology (Caltech) har jobbat hårt med att skapa ett datorprogram baserat på observationer gjorda av Cassini-avbildning och radar som kan hjälpa till att förklara Titans vädermönster och flytande ytavlagringar. En stor konstighet upptäcktes 2009 när Oded Aharonson, professor i planeten i Caltech, och hans team bekräftade att Titans sjöar tycktes samlas runt dess poler - mer framför allt på norra halvklotet än jämfört med söder - men det är inte den enda nyfikenheten. Områdena runt ekvatorn misstänktes vara torra, men Huygens-sonden avslöjade områden med avrinning och fyra år senare observerade forskare ett stormsystem som gav fukt. Behöver mer? Kolla sedan in molnen observerade av markbaserade teleskop ... De samlas runt södra mitten och höga breddegrader under Titans sommarsäsong på södra halvklotet.
”Vi kan titta i flera år och se nästan ingenting hända. Det är dåliga nyheter för människor som försöker förstå Titans meteorologiska cykel, eftersom det inte bara händer saker sällan, utan vi tenderar att sakna dem när de händer, eftersom ingen vill slösa tid på stora teleskop - som du behöver studera där molnen är och vad som händer dem - titta på saker som inte händer, förklarar Mike Brown från California Institute of Technology (Caltech).
Säker. Forskarna har arbetat hårt med att skapa modeller som kan förklara dessa exotiska väderfunktioner, men sådana förklaringar involverar väg ut teorier, till exempel kryogena vulkaner som spränger ut metanånga för att orsaka moln. Men de senaste datorframställningarna är mycket mer grundläggande - principerna för atmosfärisk cirkulation. "Vi har en enhetlig förklaring till många av de observerade funktionerna," säger Tapio Schneider, Frank J. Gilloon, professor i miljövetenskap och teknik. "Det kräver inte kryovolkaner eller något esoteriskt." Schneider, tillsammans med Caltech doktorand Sonja Graves, tidigare Caltech doktorand Emily Schaller (PhD '08) och Mike Brown, Richard och Barbara Rosenberg professor och professor i planetarisk astronomi, har publicerat sina resultat i tidningen 5 januari av tidskriften Natur.
Varför är denna datamängd annorlunda än föregångare? Enligt Schneider kunde dessa nya simuleringar reproducera molnmönster som matchar faktiska observationer - ända till fördelningen av sjöar. "Metan tenderar att samlas i sjöar runt polerna eftersom solljuset där i genomsnitt är svagare", förklarar han. "Energi från solen förångar vanligtvis flytande metan på ytan, men eftersom det generellt är mindre solljus vid polerna, är det lättare för flytande metan där att samlas i sjöar." Eftersom Titan har en långsträckt bana är den lite längre bort under sommaren på norra halvklotet vilket möjliggör en längre regnperiod och därmed en starkare ansamling av sjöar.
Så hur är det med stormar? Nära ekvatorn är Titan inte så spännande - eller är det? Ursprungligen var det teoretiserat området var nästan ökenliknande. Det var därför som Huygens-sonden upptäckte bevis på avrinning, blev det uppenbart att befintliga modeller kunde vara fel. Föreställ dig överraskningen när Schaller, Brown, Schneider och den då postdoktoriska forskaren Henry Roe upptäckte stormar i denna förment torra region 2009! Ingen kunde räkna ut det och programmen gjorde lite mer än att förutse en regn. Med den nya modellen blev kraftiga regn en möjlighet. "Det regnar mycket sällan på låga breddegrader," säger Schneider. "Men när det regnar häller det."
Så vad mer gör den nya Titan väderdatormodellen ännu mer unik? Den här gången löper det i 135 titanår och kopplar metansjöarna - och hur metan fördelas - till dess atmosfär. Enligt forskningen matchar detta nuvarande Titan väderobservationer och kommer att bidra till att förutsäga vad som kan ses under kommande år. Att göra testbara förutsägelser är "en sällsynt och vacker möjlighet inom planetariska vetenskaper," säger Schneider. "Om några år vet vi hur rätt eller fel de är."
”Detta är bara början,” tillägger han. "Vi har nu ett verktyg för att göra ny vetenskap med, och det finns mycket vi kan göra och kommer att göra."
Ursprunglig berättelse Källa: California Institute of Technology News Release. För ytterligare läsning: Caltechforskare upptäcker stormar i tropanerna i Titan.
