Kuvan luotto: Keck
Kun Cassini-Huygens-avaruusalus lähestyy heinäkuun kohtaamista Saturnuksen ja sen kuun Titanin kanssa, joka on Kalifornian yliopiston Berkeleyn ryhmä, tähtitieteilijät ovat laatineet yksityiskohtaisen kuvan kuun pilvisuojasta ja siitä, mitä Huygens-koetin näkee sukeltaessaan ilmakehän läpi. Titanin laskeutua pinnalle.
Tähtitieteilijä Imke de Pater ja hänen UC Berkeley -kollegansa käyttivät adaptiivista optiikkaa Keckin teleskoopilla Havaijilla kuun ympäröivän hiilivedyn sameuden kuvaamiseksi ottamalla kuvia eri korkeuksilla 150-200 kilometrin etäisyydeltä pintaan. He kokosivat kuvat elokuvaksi, joka osoittaa, mitä Huygens kohtaa, kun se laskeutuu pinnalle tammikuussa 2005, kuusi kuukautta sen jälkeen, kun Cassini-avaruusalus saapuu kiertoradalle Saturnin ympärillä.
”Aiemmin voimme nähdä jokaisen utun komponentin, mutta emme tienneet, missä se tarkalleen oli stratosfäärissä tai troposfäärissä. Nämä ovat ensimmäiset yksityiskohtaiset kuvat sumun jakautumisesta korkeuden suhteen ”, kertoi ilmakehän kemisti Mate Adamkovics, jatko-opiskelija UC Berkeleyn kemian korkeakoulusta. "Se on ero ilmakehän röntgenkuvan ja MRI: n välillä."
"Tämä osoittaa, mitä voidaan tehdä Keck-teleskoopin uusilla instrumenteilla", lisäsi de Pater viittaamalla adaptiivisen optiikkajärjestelmän kanssa asennettuun lähellä olevaan infrapunaspektrometriin (NIRSPEC). "Tämä on ensimmäinen kerta, kun elokuva tehdään, ja se voi auttaa meitä ymmärtämään Titanin meteorologiaa."
Adamkovics ja de Pater huomauttavat, että jopa sen jälkeen, kun Cassini saavuttaa Saturnuksen tänä vuonna, maapallolla tehdyt havainnot voivat tarjota tärkeätä tietoa siitä, kuinka Titanin ilmapiiri muuttuu ajan myötä ja miten kierto yhdistyy ilmakehän kemiaan aerosolien luomiseksi Titanin ilmakehään. Tästä tulee entistä helpompaa ensi vuonna, kun OSIRIS (OH-tukahduttava infrapunakuvausspektrografi) tulee verkkoon Keckin kaukoputkeilla, de Pater sanoi. OSIRIS on lähellä infrapunaa oleva kiinteä kenttäspektrografi, joka on suunniteltu Keckin adaptiiviselle optiikkajärjestelmälle ja joka voi ottaa näytteen pienestä suorakulmaisesta taivaanlaastarista, toisin kuin NIRSPEC, joka näytteenottaa raon ja on skannattava taivaanpiste.
De Pater esittelee tulokset ja elokuvan torstaina 15. huhtikuuta Alankomaissa pidettävässä kansainvälisessä konferenssissa hollantilaisen tutkijan Christiaan Huygensin 375. syntymäpäivän yhteydessä. Huygens oli ensimmäinen "tieteellinen johtaja" Acad? Mie Fransseiselle ja Satitanin suurimman kuun Titanin löytäjä vuonna 1655. Neljän päivän konferenssi, joka alkoi 13. huhtikuuta, pidetään Euroopan avaruus- ja teknologiakeskuksessa. kaupungissa: Noordwijk.
Cassini-Huygens-operaatio on kolmen avaruusjärjestön - Kansallisen ilmailu- ja avaruushallinnon, Euroopan avaruusjärjestön ja Italian avaruusjärjestön - välinen kansainvälinen yhteistyö, johon osallistuu 17 maata. Se käynnistettiin Kennedyn avaruuskeskuksesta 15. lokakuuta 1997. Avaruusalusta saapuu Saturnukseen heinäkuussa. Cassinin kiertäjän odotetaan lähettävän tietoja planeetasta ja sen kuista vähintään neljä vuotta. Järjestelmä välittää myös tietoja Huygens-koettimesta, kun se kaatuu Titanin ilmakehän läpi ja sen jälkeen, kun se laskeutuu pinnalle ensi vuonna.
Mikä tekee Titanista niin mielenkiintoisen, on sen näennäinen muistutus nuoreen maahan, aikakauteen, jolloin elämä todennäköisesti syntyi ja ennen kuin happi muutti planeettamme kemiaa. Sekä Titanin että varhaisen maan ilmakehässä hallitsi lähes sama määrä typpeä.
Titanin ilmakehässä on huomattava määrä metaanikaasua, jota yläkehän ilmakehän eli stratosfäärin ultraviolettivalo muuttaa kemiallisesti pitkäketjuisten hiilivetyjen muodostamiseksi, jotka tiivistyvät hiukkasiksi, jotka muodostavat tiheän sameuden. Nämä hiilivedyt, jotka voivat olla kuin öljyä tai bensiiniä, laskeutuvat lopulta pinnalle. Tutkahavainnot osoittavat kuun pinnalla olevat tasaiset alueet, jotka voivat olla propaani- tai butaanialtaita tai järviä, Adamkovics sanoi.
Tähtitieteilijät ovat kyenneet lävistämään hiilivedyn sameuden katsomaan pintaa maaperäisillä teleskoopeilla, joissa on mukautuva optiikka tai pilkkuinterferometria, ja Hubble-avaruusteleskoopilla, aina suodattimilla, jotka mahdollistavat teleskooppien nähdä "ikkunoiden" läpi sameudessa missä metaani ei ime.
Itse sameuden kuvantaminen ei ole ollut niin helppoa, lähinnä siksi, että ihmisten on pitänyt tarkkailla eri aallonpituuksilla nähdäkseen sen tietyillä korkeuksilla.
"Tähän asti se, mitä tiesimme utun jakautumisesta, tuli erillisiltä ryhmiltä, jotka käyttivät erilaisia tekniikoita, erilaisia suodattimia", Adamkovics sanoi. "Saamme kaiken saman kerralla: 3D: n sumun jakelu Titanilla, kuinka paljon planeetan jokaisessa paikassa ja kuinka korkea ilmakehässä, yhdessä havainnossa."
Keck-teleskoopin NIRSPEC-instrumentti mittaa läheisen infrapuna-aallonpituuden kaistan voimakkuutta kerralla, kun se skannaa noin 10 viipaletta Titanin pintaa pitkin. Tämä tekniikka mahdollistaa sameuden rekonstruoinnin korkeuden suhteen, koska tiettyjen aallonpituuksien on oltava peräisin tietyiltä korkeuksilta tai ne eivät olisi lainkaan näkyviä absorption vuoksi.
Elokuvassa Adamkovics ja de Pater esitetään sameuden jakauma, joka on samanlainen kuin aiemmin havaittu, mutta täydellisempi ja koottu käyttäjäystävällisemmällä tavalla. Esimerkiksi etelänavan yläpuolella olevan ilmakehän sameus on erittäin ilmeistä 30-50 kilometrin korkeudessa. Tämän sameuden tiedetään muodostuvan kausiluonteisesti ja hajoavan Titanin ”vuoden” aikana, joka on noin 29 1/2 Maan vuotta.
Stratosfäärinen sameus noin 150 kilometrin etäisyydellä on näkyvissä suurella alueella pohjoisella pallonpuoliskolla, mutta ei eteläisellä pallonpuoliskolla, mikä on havaittu aikaisemmin.
Eteläisen pallonpuoliskon tropopausjaksossa, alemman ilmakehän ja stratosfäärin välisellä radalla noin 42 kilometrin korkeudessa, on näkyvissä sirkuspiha, samanlainen kuin maapallon sirkuspiha.
Havainnot tekivät 19., 20. ja 22. helmikuuta 2001 de Pater ja kollega Henry G. Roe Kalifornian teknillisestä instituutista, ja Adamkovics analysoi ne malleilla, jotka on valmistanut Caitlin A. Griffith Arizonan yliopistosta avustaja SG Gibbard, Lawrence Livermore National Laboratory.
Työtä sponsoroivat osittain Kansallinen tiedesäätiö ja Adaptiivisen optiikan teknologiakeskus.
Alkuperäinen lähde: UC Berkeley -lehdistötiedote
