Sinds de Cassini-sonde in 2004 in Saturnus aankwam, heeft hij een aantal verrassende dingen onthuld over het stelsel van manen van de planeet. Titan, de grootste maan van Saturnus, was een bijzondere bron van fascinatie. Tussen de methaanmeren, de koolwaterstofrijke atmosfeer en de aanwezigheid van een 'methaancyclus' (vergelijkbaar met de 'watercyclus' van de aarde), is er geen gebrek aan fascinerende dingen die gebeuren op deze Cronische maan.
Alsof dat nog niet genoeg is, ervaart Titan ook seizoensveranderingen. Momenteel begint de winter op het zuidelijk halfrond, die wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van een sterke draaikolk in de bovenste atmosfeer boven de zuidpool. Dit vertegenwoordigt een omkering van wat de Cassini-sonde zag toen hij meer dan tien jaar geleden voor het eerst de maan observeerde, toen soortgelijke dingen gebeurden op het noordelijk halfrond.
Deze bevindingen werden gedeeld tijdens de gezamenlijke 48e bijeenkomst van de Afdeling voor Planetaire Wetenschappen van de American Astronomical Society en het 11e European Planetary Science Congress, dat plaatsvond van 16 tot 21 oktober in Pasadena, Californië. Als tweede gezamenlijke conferentie tussen deze organen is het doel van deze jaarlijkse bijeenkomst het versterken van de internationale wetenschappelijke samenwerking op het gebied van planetaire wetenschap.
Tijdens de vergadering, Dr. Athena Coustenis - de directeur van onderzoek (1st klas) met het Nationaal Centrum voor Wetenschappelijk Onderzoek (CNRS) in Frankrijk - deelde de laatste atmosferische gegevens die door Cassini werden opgehaald. Zoals ze zei:
"Cassini's lange missie en frequente bezoeken aan Titan hebben ons in staat gesteld om voor het eerst het patroon van seizoensveranderingen op Titan te observeren. We kwamen aan in de noordelijke mid-winter en hebben nu de gelegenheid gehad om de atmosferische respons van Titan gedurende twee volledige seizoenen te volgen. Sinds de equinox, waar beide hemisferen evenveel warmte van de zon ontvingen, hebben we snelle veranderingen gezien. ”
Wetenschappers zijn al geruime tijd op de hoogte van seizoensveranderingen op Titan. Dit wordt gekenmerkt door warme gassen die opstijgen aan de zomerpool en koude gassen die neerkomen op de winterpool, waarbij warmte van pool naar pool door de atmosfeer circuleert. Deze cyclus ondergaat periodieke omkeringen naarmate de seizoenen van het ene halfrond naar het andere verschuiven.
In 2009 constateerde Cassini onmiddellijk na de equinox van dat jaar een grootschalige omkering. Dit leidde tot een temperatuurdaling van ongeveer 40 ° C (104 ° F) rond de zuidelijke polaire stratosfeer, terwijl het noordelijk halfrond geleidelijk opwarmde. Binnen enkele maanden na de equinox verscheen er een vortex van een spoorgas boven de zuidpool met gloeiende vlekken, terwijl een vergelijkbaar kenmerk van de noordpool verdween.
Zo'n omkering is belangrijk omdat het astronomen de kans geeft om de atmosfeer van Titan nader te bestuderen. In wezen vertoont de zuidelijke polaire vortex concentraties van sporengassen - zoals complexe koolwaterstoffen, methylacetylne en benzeen - die zich ophopen in afwezigheid van UV-licht. Nu de winter op het zuidelijk halfrond ligt, kan worden verwacht dat deze gassen zich in overvloed zullen ophopen.
Zoals Coustenis uitlegde, is dit een kans voor planetaire wetenschappers om hun modellen voor de atmosfeer van Titan te testen:
"We hebben vanaf het begin de winter mogen meemaken en naderen de piektijd voor deze gasproductieprocessen op het zuidelijk halfrond. We zijn nu op zoek naar nieuwe moleculen in de atmosfeer boven het zuidpoolgebied van Titan die zijn voorspeld door onze computermodellen. Door deze detecties te doen, kunnen we de aan de gang zijnde fotochemie beter begrijpen. '
Voorheen konden wetenschappers deze gassen alleen waarnemen op hoge noorderbreedte, die tot ver in de zomer aanhield. Er werd verwacht dat ze een langzame fotochemische vernietiging zouden ondergaan, waarbij blootstelling aan licht ze zou afbreken, afhankelijk van hun chemische samenstelling. De afgelopen maanden heeft zich echter op het hele noordelijk halfrond op een hoogte tussen 400 en 500 km een zone met verarmd moleculair gas en aerosolen ontwikkeld.
Dit suggereert dat de atmosfeer van Titan op grote hoogte een complexe dynamiek heeft. Wat deze zouden kunnen zijn, is nog niet duidelijk, maar degenen die de studie van de atmosfeer van Titan tot een prioriteit hebben gemaakt, willen dit graag weten. Tussen nu en het einde van de Cassini-missie (die gepland staat voor september 2017), zal de sonde naar verwachting een volledig beeld hebben gegeven van hoe de midden- en bovenatmosfeer van Titan zich gedragen.
Aan het einde van de missie zal de Cassini-ruimtesonde meer dan 100 gerichte flyby's van Saturnus hebben uitgevoerd. Door dit te doen, is het effectief getuige geweest van hoe een volledig jaar op Titan eruit ziet, compleet met seizoensgebonden variabiliteit. Deze informatie zal ons niet alleen helpen om de diepere mysteries van een van de meest mysterieuze manen van het zonnestelsel te begrijpen, het zou ook van pas komen als en wanneer we astronauten (en misschien zelfs kolonisten) daar ooit naartoe sturen!
