Під час прольоту Титану в 2006 році космічний зонд Кассіні зафіксував кілька найбільш детальних зображень найбільшого місяця Сатурна. Цікаво, що ці хмарні утворення сильно нагадують ті, які спостерігаються у власній полярній стратосфері Землі.
Однак, на відміну від земних, ці хмари повністю складаються з рідкого метану та етану. Враховуючи неймовірно низькі температури Титана - мінус 185 ° C (-300 ° F) - не дивно, що існує така щільна атмосфера рідких вуглеводнів або море метану покриває планету.
Що дивно, однак, це той факт, що в цій атмосфері також існують кристали метану. Через вісім років після того, як були зроблені фотографії північного полюса Титану, астрономи прийшли до висновку, що цей регіон також містить сліди кількості льоду метану.
"Ідея того, що метанові хмари можуть сформувати цю висоту на Титані, абсолютно нова", - сказала Керрі Андерсон, науковець Кассіні в центрі космічних польотів НАСА "Годдард", штат Меріленд, і головний автор дослідження. «Ніхто раніше не вважав це можливим».
На Титані вже були визначені інші стратосферні хмари, включаючи хмари етану - хімічної речовини, що утворюється після руйнування метану. Тут також виявлені делікатні хмари ціаноацетилену та ціаністого водню, які утворюються в результаті реакцій побічних продуктів метану з молекулами азоту.
Але хмари замерзлого метану вважалися малоймовірними в стратосфері Титану. Оскільки тропосфера захоплює більшу частину вологи, стратосферні хмари потребують сильних холодів. Навіть температура стратосфери мінус 203 ° C (-333 ° F), яку спостерігав Кассіні на південь від екватора, була недостатньо холодною, щоб мізерний метан у цій області атмосфери конденсувався в лід.
Андерсон та її співавтор Годдарда Роберт Самуельсон зазначили, що температури в нижній стратосфері Титану неоднакові на всіх широтах. Це ґрунтувалося на даних, взятих із композитного інфрачервоного спектрометра Кассіні та радіотехнічного приладу космічного корабля, який показав, що висотна температура біля північного полюса була набагато холоднішою, ніж у південніше екватора.
Виявляється, цієї різниці температур - аж 6 ° C (11 ° F) - більш ніж достатньо для отримання метанового льоду.
Інші спостереження, зроблені з хмарної системи "Титану", підтверджують цей висновок, наприклад, як певні регіони виявляються щільнішими за інші, і виявлені більш великі частинки мають правильний розмір для метану. Вони також підтвердили, що очікувана кількість метану - 1,5%, що достатньо для утворення частинок льоду - присутній у нижній полярній стратосфері.
Більше того, спостереження підтверджує певні моделі того, як вважається, що атмосфера Титана працює.
Згідно з цією моделлю, Титан має глобальну схему циркуляції, при якій тепле повітря в літній півкулі добре витікає з поверхні і потрапляє у стратосферу, повільно пробиваючись до зимового полюса. Там повітряна маса опускається назад, охолоджуючись зі спуском, що дозволяє утворювати стратосферні метанові хмари.
"Кассіні неухильно збирає докази цієї глобальної схеми циркуляції. Ідентифікація цієї нової хмари метану є ще одним сильним показником того, що процес працює так, як ми думаємо,", - сказав Майкл Фласар, науковець Годдарда та головний дослідник композитного інфрачервоного сигналу Кассіні Спектрометр (CIRS).
Як і земні стратосферні хмари, метанова хмара Титана розташовувалася біля зимового полюса, вище 65 градусів північної широти. Андерсон і Самуельсон підрахували, що цей тип хмарної системи - яку вони називають метановими хмарами (або коротко SIMC) - може розвиватися на відстані від 30 000 до 50 000 метрів (98 000 до 164 000 футів) на висоті над поверхнею Титану.
"Титан продовжує вражати природними процесами, подібними до тих, що на Землі, але залучає матеріали, відмінні від звичної нам води", - сказав Скотт Едінгтон, заступник вченого проекту Кассіні в лабораторії реактивного руху НАСА (JPL) в Пасадені, Каліфорнія. "Коли ми наближаємось до південного зимового сонцестояння на Титані, ми далі вивчимо, як ці процеси утворення хмар можуть змінюватися залежно від пори року"
Результати цього дослідження доступні в Інтернеті в листопадовому номері журналу Ікар.
