תמונות צבעוניות כוזבות של טיטאן שהושגו על ידי קאסיני-הויגנס ספקטרומטר מיפוי אינפרא אדום חזותי. אשראי תמונה: לחץ להגדלה
בעזרת תצפיות קאסיני, הויגנס ותצפיות מבוססות כדור הארץ, הצליחו מדענים ליצור מודל מחשב המסביר את היווצרותם של כמה סוגים של ענני אתן וממתן על טיטאן.
עננים נצפו לאחרונה על טיטאן, הירח הגדול ביותר של שבתאי, דרך האובך הסמיך, תוך שימוש בספקטרוסקופיה כמעט אינפרא אדום ותמונות של הקוטב הדרומי והאזורים הממוזגים בסביבות 40? דרום. תצפיות אחרונות מטלסקופים מבוססי כדור הארץ ומחללית קאסיני של NASA / ESA / ASI מספקים כעת תובנה לגבי אקלים ענן.
צוות אירופאי, בראשותו של פסקל רנו מ- Service d? Aeronomie, IPSL Universite de Versailles-St. מופיעים תכונות הענן העיקריות הנצפות.
מודל אקלים זה מאפשר גם למדענים לחזות את התפלגות העננים במשך כל שנת טיטאן (30 שנה יבשתית), ובמיוחד בשנים הבאות של תצפיות קאסיני.
משימות הוויאג'ר של תחילת שנות השמונים נתנו את האינדיקציות הראשונות לענני עיבוי על טיטאן. בגלל הטמפרטורות הקרות באטמוספירה של הירח (טרופופוזה), ההנחה הייתה שרוב הכימיקלים האורגניים שנוצרו באטמוספירה העליונה על ידי פוטוכימיה יתעבו לעננים תוך שהם שוקעים. על פי ההערכה, מתאן יתעבה בגבהים לאחר שהועבר מהשטח.
מאז נוצרו כמה דגמים חד מימדיים של האטמוספירה של טיטאן כולל דגמים מיקרופיזיים מתוחכמים כדי לחזות היווצרות טיפות אתאן ומתאן. באופן דומה, מחזור המתאן נחקר בנפרד במודל מחזור הדם, אך ללא מיקרופיסיקה של ענן.
מחקרים אלה מצאו בדרך כלל כי ניתן להפעיל ענני מתאן כאשר חבילות אוויר מתקררות תוך כדי תנועה כלפי מעלה או מקו המשווה לפולין. עם זאת, דגמים אלה כמעט ולא תפסו את הפרטים הקטנים של מחזורי ענן המתאן והאתאן.
מה שהצוות של רנו עשה הוא לשלב מודל מיקרופיזי ענן למודל מחזור כללי. הצוות יכול כעת לזהות ולהסביר היווצרותם של כמה סוגים של ענני אתאן ומתאן, כולל העננים הקוטביים הדרומיים והעניים הספורדיים באזורים הממוזגים, במיוחד בגובה 40? S בחצי הכדור הקיץ.
המדענים גילו כי התכונות הפיזיקליות החזויות של העננים במודל שלהם תואמות היטב את התצפיות האחרונות. ענני מתאן שנצפו עד כה מופיעים במקומות בהם ניבאו בדגם שלהם תנועות אוויר עולה.
הענן הקוטבי הדרומי שנצפה מופיע בראש "תא הדלי" מסוים, או מסה של אוויר המסתובב אנכית, בדיוק במקום שחזה בקוטב הדרומי בגובה של 20-30 ק"מ.
העננים הזורניים הגדולים החוזרים (כיוון אורכי) חוזרים על 40? S והעננים הקווים והבדידים המופיעים בקווי הרוחב התחתונים, מתואמים גם הם עם החלק העולה של תא זרימה דומה באיזור הטרופוספירה, ואילו עננים קטנים יותר בקווי רוחב נמוכים, הדומים לעננים הקווים והבדידים שכבר צפו על ידי קאסיני מיוצרים די על ידי תהליכי ערבוב.
"עננים במודל ההפצה שלנו הם בהכרח מפושטים יחסית לעננים האמיתיים. עם זאת, תכונות הענן העיקריות שצפו מוצאות מקבילה למציאות.
"בעקביות, המודל שלנו מייצר עננים במקומות שבהם העננים נצפים בפועל, אך הוא גם מנבא עננים שלא נצפו, או טרם נצפו," אמר פסקל רנו.
נראה כי תבנית הענן של טיטאן דומה לתבניות הענן העיקריות בכדור הארץ ובמאדים. העננים התמוהים בגיל 40? S מיוצרים על ידי הענף העולה של תא הדלי, בדיוק כמו שעננים טרופיים נמצאים באזור ההתכנסות הבין-טרופית (ITCZ), כמו על כדור הארץ ומאדים.
עננים קוטביים - המיוצרים על ידי 'תאים קוטביים' - דומים לאלה המיוצרים בקווי הרוחב האמצעיים על כדור הארץ. מצד שני, עננים מופיעים רק באורכים מסוימים. זוהי תכונה ספציפית של ענני טיטאן, והיא עשויה להיות כתוצאה מאפקט גאות ושבת של שבתאי. קל לבדוק את המקור הדינאמי של תפוצת הענן בטיטאן.
תחזית עננות לשנים הבאות תשווה לתצפיות שנעשו על ידי קאסיני וטלסקופים מבוססי קרקע. אירועים ספציפיים בהחלט יוכיחו את תפקיד המחזור בהפצת הענן.
המקור המקורי: פורטל ESA
