Obrazový kredit: Keck
Keď sa kozmická loď Cassini-Huygens blíži k júlovému stretnutiu so Saturnom a jeho mesiacom Titan, tím kalifornskej univerzity v Berkeley, astronómovia podrobne preskúmali oblačnosť Mesiaca a to, čo Huygensova sonda uvidí pri ponore atmosférou. Titanu pristáť na povrchu.
Astronómka Imke de Pater a jej kolegovia z UC Berkeley použili na Keckovom ďalekohľade na Havaji adaptívnu optiku na zobrazenie uhľovodíkovej hmly, ktorá obklopuje mesiac, pričom snímajú snímky v rôznych nadmorských výškach od 150 do 200 kilometrov nadol. Zostavili obrázky do filmu, ktorý ukazuje, s čím sa stretne Huygens, keď zostúpi na povrch v januári 2005, šesť mesiacov po tom, čo kozmická loď Cassini vstúpi na obežnú dráhu okolo Saturn.
„Predtým sme videli každú zložku oparu, ale nevedeli sme, kde presne je vo stratosfére alebo troposfére. Toto sú prvé podrobné obrázky distribúcie zákalu s nadmorskou výškou, “uviedla atmosférická chemik Mate Adamkovicsová, postgraduálna študentka na Vysokej škole chemickej UC Berkeley. "Je to rozdiel medzi röntgenom atmosféry a MRI."
„Ukazuje to, čo sa dá urobiť s novými prístrojmi na Keckovom teleskopu,“ dodal de Pater s odkazom na blízky infračervený spektrometer (NIRSPEC) namontovaný s adaptívnym optickým systémom. "Toto je prvýkrát, čo bol natočený film, ktorý nám môže pomôcť pochopiť meteorológiu na Titáne."
Adamkovics a de Pater si všimnú, že aj keď Cassini dosiahne tento rok Saturn, pozemné pozorovania môžu poskytnúť dôležité informácie o tom, ako sa Titanova atmosféra mení s časom a ako sa cirkulácia spája s atmosférickou chémiou a vytvára aerosóly v Titanovej atmosfére. To bude ešte ľahšie v budúcom roku, keď sa na teleskopoch Keck dostane on-line OSIRIS (OH-potlačujúci infračervený zobrazovací spektrograf), uviedol de Pater. OSIRIS je blízky infračervený integrovaný poľný spektrograf navrhnutý pre systém adaptívnej optiky Keck, ktorý dokáže vzorkovať malú obdĺžnikovú škvrnu oblohy, na rozdiel od NIRSPEC, ktorá vzorkuje štrbinu a musí skenovať škvrnu oblohy.
De Pater predstaví výsledky a film vo štvrtok 15. apríla na medzinárodnej konferencii v Holandsku pri príležitosti 375. narodenín holandského vedca Christiaana Huygensa. Huygens bol v roku 1655 prvým „vedeckým riaditeľom“ Akadémie franšíz a objaviteľom Titanu, Saturnova najväčšieho mesiaca. Štvordenná konferencia, ktorá sa začala 13. apríla, sa koná v Európskom vesmírnom a technologickom centre. v Noordwijku.
Misia Cassini-Huygens je medzinárodná spolupráca medzi tromi vesmírnymi agentúrami - národnou leteckou a vesmírnou správou, Európskou vesmírnou agentúrou a talianskou vesmírnou agentúrou - zahŕňajúca príspevky od 17 krajín. Bola spustená z Kennedyho vesmírneho strediska 15. októbra 1997. Kozmická loď dorazí na Saturn v júli, pričom sa očakáva, že orbiter Cassini vráti údaje o planéte a jej mesiacoch najmenej štyri roky. Orbiter bude tiež prenášať údaje zo sondy Huygens, keď prepadne Titanovou atmosférou a potom, čo v budúcom roku dopadne na povrch.
To, čo robí Titana tak zaujímavým, je jeho zdanlivá podobnosť s mladou Zemou, doba, keď život pravdepodobne vznikol a predtým, ako kyslík zmenil chémiu našej planéty. Atmosféry Titanu aj starej Zeme dominovalo takmer rovnaké množstvo dusíka.
Atmosféra Titanu obsahuje značné množstvo metánového plynu, ktorý je chemicky zmenený ultrafialovým svetlom v hornej atmosfére alebo stratosfére za vzniku uhľovodíkov s dlhým reťazcom, ktoré kondenzujú na častice, ktoré vytvárajú hustý zákal. Tieto uhľovodíky, ktoré by mohli byť podobné oleju alebo benzínu, sa nakoniec usadia na povrchu. Radarové pozorovania naznačujú ploché oblasti na povrchu Mesiaca, ktoré by mohli byť bazénmi alebo jazerami propánu alebo butánu, uviedol Adamkovics.
Astronómovia dokázali prepuknúť uhľovodíkový zákal, aby sa pozreli na povrch pomocou pozemných ďalekohľadov s adaptívnou optikou alebo skvrnitou interferometriou a pomocou Hubbleovho vesmírneho teleskopu, vždy pomocou filtrov, ktoré umožňujú ďalekohľadom vidieť cez „okná“ v opare, kde metán neabsorbuje.
Samotné zobrazovanie oparu nebolo také ľahké, predovšetkým preto, že ľudia museli pozorovať rôzne vlnové dĺžky, aby ho videli v konkrétnych nadmorských výškach.
"Doteraz sme vedeli o distribúcii zákalu od samostatných skupín pomocou rôznych techník, rôznych filtrov," uviedol Adamkovics. "Dostávame to všetko naraz: trojrozmerné rozloženie zákalu na Titane, koľko na každom mieste na planéte a ako vysoko v atmosfére, na jedno pozorovanie."
Prístroj NIRSPEC na ďalekohľade Keck meria intenzitu pásma blízkych infračervených vlnových dĺžok naraz, keď sníma asi 10 rezov pozdĺž Titanovho povrchu. Táto technika umožňuje rekonštrukciu zákalu proti nadmorskej výške, pretože špecifické vlnové dĺžky musia pochádzať zo špecifických nadmorských výšok, inak by neboli vôbec viditeľné z dôvodu absorpcie.
Vo filme Adamkovics a de Pater je znázornená distribúcia zákalu, ktorá bola podobná tej, ktorá bola pozorovaná už skôr, ale úplnejšia a zostavená jednoduchšie pre používateľa. Napríklad hmla v atmosfére nad južným pólom je veľmi zrejmá v nadmorskej výške 30 až 50 kilometrov. Je známe, že tento zákal sa vytvára počas sezóny Titan, čo je asi 29 1/2 pozemských rokov.
Stratosférická hmla vzdialená asi 150 kilometrov je viditeľná na veľkej ploche na severnej pologuli, ale nie na južnej pologuli, čo sa pozorovalo už predtým.
V tropopauze južnej pologule, na hranici medzi dolnou atmosférou a stratosférou vo výške asi 42 kilometrov, je viditeľná cirrusová hmla, analogická cirrusovej hmle na Zemi.
Pripomienky sa uskutočnili 19., 20. a 22. februára 2001, de Pater a kolega Henry G. Roe z Kalifornského technologického inštitútu, a analyzoval ich Adamkovics pomocou modelov, ktoré vytvoril Caitlin A. Griffith z University of Arizona, s spoluautorka SG Gibbard of Lawrence Livermore National Laboratory.
Práce boli čiastočne sponzorované Národnou vedeckou nadáciou a Technologickým strediskom pre adaptívnu optiku.
Pôvodný zdroj: UC Berkeley News Release
