Titan: Ein Klima nicht von dieser Welt

Behind the Scenes Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Unser Wissen über Titan hat sich in den letzten fünf Jahren erheblich verbessert. Davor hatte Saturns größte Satellit nur hastig eine Handvoll Raumsonden herangetreten.

Im Jahr 1980 nutzten die Raumsonde Voyager 1 ein Vorbeiflug, ein paar geheimnisvolle, aber frustrierende Nahaufnahmen von Titan undurchsichtig, rostige Atmosphäre zu nehmen. Trotz seiner Farbe schien Titan tatsächlich viel der frühen Erde aussehen.

Es gab ein allgemeines Gefühl von Aufregung und Ratlosigkeit: was unter dieser Atmosphäre lag? Konnte Titan Leben unterstützen?

Im Juli 2004 trat NASA Raumsonde Cassini Saturns fernen Reich, diesmal für immer bleiben. Es wurde direkt nach der Voyager Besuch von einer wissenschaftlichen Gemeinschaft gespannt auf diese neue Geheimnisse enthüllen entworfen.

Und sie haben es zu enthüllen. Es ist schwer zu halten mit dem Fluss der Entdeckungen geliefert von Titan auf die Erde seitdem gewesen. Wir wissen, dass jetzt die 5.150 km (3.200 Meile)-weite Welt hat Seen und Flussbetten. Anfang dieses Jahres wurde sogar Nebel an Titans Südpol entdeckt.

Noch überzeugender ist die Tatsache, dass genau wie auf der Erde, all die Funktionen eng verwandt sind. Verdampfte Flüssigkeit erstellen Wolken, die rund um den Planeten vom Wind getragen werden – und wahrscheinlich dazu führen, dass Niederschlag. Dies ist nie auf andere Außerirdische Körper gesehen worden.

Darüber hinaus ist Titan der atmosphärischen Zyklus kein Wasserkreislauf. Es ist stattdessen eine exotische Klima von Kohlenwasserstoffen, die Funktionen von Methan und Ethan. Auf der Erde das sind Gase, aber die extrem kalte Temperaturen von Titan, um-290 ° F (-180 ° C), können sie auch flüssig (und vielleicht sogar fest).

Wettervorhersage

Titan-Wissenschaftler wuchs sehr begeistert von diesen Entdeckungen. "Wir können den meteorologischen Zyklus auf einen anderen planetaren Körper mit einem anderen Molekül (Methan), untersuchen", sagte Emily Schaller, der Lunar and Planetary Laboratory der University of Arizona. Sie begann im Jahr 2002, zu Beginn ihrer Doktorarbeit, zwei Jahre bevor Cassini ankamen Titan aus dem Boden zu beobachten.

"Ich war die Überwachung des Wetters auf Titan mit der NASA Infrared Telescope Facility auf dem Mauna Kea. Ich suchte die täglichen Veränderungen in der Titan Helligkeit, die durch die Anwesenheit von Wolken waren."

Bodengebundenen Observatorien wie die 3-Meter-NASA Infrarot-Teleskop Facility (IRTF) möglicherweise in der Tat nicht als ausführlich als Cassini für hochauflösende Bilder, aber wenn es um tägliche Überwachung geht, sind sie die idealen Instrumente. In der Tat vergeht Cassini nur Titan etwa alle zwei Monate.

Also was ist es, die täglichen Veränderungen von einer anderen Welt studieren? "Fast jede Nacht, die ein Spektrum von Titan mit IRTF, genommen wird", erklärt Schaller. "Jeden Morgen ich herunterladen und verarbeiten diese Daten zur Bestimmung der Menge der Wolkendecke auf Titan." Das Ergebnis ist, dass ich einen täglichen Wetterbericht für Titan."

Die IRTF Titan Globus kann nicht aufgelöst werden: es sieht nur einen Punkt des Lichtes. Man kann sagen, wann gibt es Wolken, weil der Punkt bei bestimmten Wellenlängen heller wird. Wenn es zu einer Wolke zeigt sich in Titans Atmosphäre zu sein schien, fordere Schaller ihr Kollege Henry Roe von Lowell-Observatorium in Flagstaff, Arizona, der Zielkunden-Vorschlag auf dem größer 8 m Gemini North Telescope hatte. Die National Science Foundation unterstützt Gemini Teleskop, ausgestattet mit adaptiver Optik, ist in der Lage, ein gelöst Bild von Titan Festplatte zu bestimmen, die breiten und Längen der Wolken, die Schaller mit IRTF erkannt. Schaller weiter mit diesen Beobachtungen für sechs Jahre, die Zeit, die es ihr ihre PhD-Studium abgeschlossen.

"Der Tag, den ich in meiner Dissertation reichte ich reduziert die Tagesdaten und war einfach schockiert. Zuerst dachte ich, ich habe etwas falsch. Ich mailte Henry Roe, und am nächsten Abend löste er Beobachtungen über Gemini. Sicher genug, war es eine riesige Wolke in den Tropen." Es war das erste Mal solch eine Beobachtung gemacht wurde. "Ich scherzen, dass es war Titan kleines Geschenk für mich", sagte Schaller.

Mehr zu kommen

Titan Klima dürfte schnell in den kommenden Monaten ändern, da entfernten Saturn-System der Frühling erreicht Äquinoktikum im August 2009.

"Das Jahr auf dem Titan dauert etwa 30 Erdjahren. Meine These dauerte sechs Jahre – nicht einmal eine Titan-Saison! "erklärt Schaller. "Es ist jetzt das Äquivalent von 21 März auf Titan." Als ich meine Diplomarbeit begann, war es Dezember 22. Wir nun eine interessante Zeit eingeben wie Titan Jahreszeiten verändert,", fügt sie hinzu.

Wissenschaftler versuchen, vorherzusagen, was die Auswirkungen der nördlichen Frühling werden. Sie verwenden Erde atmosphärische Modelle, für Titan kleinere Größe und Temperatur verändert. Titan bietet uns eine erdähnliche noch alternative Atmosphärenzirkulation System zu studieren. Die Beobachtung der saisonalen Klimaveränderungen auf einem fremden Planeten kann möglicherweise helfen, uns besser zu verstehen, wie Dinge auf der Erde zu arbeiten. Diesen Vorgang nennt man vergleichende Planetologie.

Da Titan so ähnlich wie unser Planet ist, Fragen einige Wissenschaftler sich, ob sie noch Leben tragen konnte. "Es ist viel weiter von der Sonne entfernt", sagte Schaller. "Die kalte Temperaturen bedeutet, dass chemische Reaktionen sehr langsam erfolgen, so sind die Chancen des Lebens sehr schlank. Wenn es vielleicht eine Chance auf Leben weiter unten im Inneren des Titan."

In der Tat etwas Wärme innen Titan bewahrt werden konnte und letztes Jahr Cassini Beobachtungen Hinweise für eine mögliche Ozean von Kohlenwasserstoffen unter der Oberfläche zur Verfügung gestellt. Jedoch wenn es Leben anderswo im Sonnensystem, vermuten viele Wissenschaftler, dass es möglicherweise eher erscheinen auf eisigen Jupitermond Europa, das ist näher an der Sonne und voraussichtlich einen unterirdischen Ozean Wasser haben.

Nach Cassini und die erfolgreiche Landung der Huckepack European Space Agency Huygens-Sonde auf Titans Oberfläche im Jahr 2005 ist die wissenschaftliche Gemeinschaft bereits Gedanken über die nächste Mission um Titan zu erkunden. Exotische Konzepte sind vorgeschlagen worden, wie Luftballons oder Boote, die Seen, die im Rahmen einer so genannten Titan Saturn System Mission zu studieren.

Lesen Sie mehr und sehen Sie einen Webcast über die Ergebnisse in die entsprechende Pressemitteilung. Die Winde des Titan hier anhören.

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Anmerkung der Redaktion: Diese Forschung wurde unterstützt durch die National Science Foundation (NSF), die Bundesagentur für angeklagt Finanzierung von Grundlagenforschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik. Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen ausgedrückt in diesem Material sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von der National Science Foundation. Sehen den Blick hinter die Kulissen Archiv.