Reggeli ködök és esők a Titanon - a hét asztrofotója

Földi megfigyelések révén egy kiterjedt, magas szintű felhőréteget, valamint csapadékot hozó reggeli ködöket sikerült megfigyelni a Szaturnusz Titan nevű óriásholdján.

A légköri ködök és felhők függőleges eloszlása a Titanon. A két töredezett görbe a légköri átlátszóság függőleges változását mutatja (Keck, Berkeley)

Jelenleg a gyűrűs bolygó körül keringő Cassini-űrszonda készítheti a legrészletesebb méréseket a Titanról. Ilyen megfigyeléseket azonban csak akkor végez, amikor elhalad az égitest közelében. Az ekkor rögzített adatok térbeli felbontása kitűnő, időben viszont hiányosak - mivel a közelítésekre ritkán kerül sor. Ezt jól egészítik ki a földi távcsöves megfigyelések, amelyek sokkal kisebb térbeli felbontással, de folyamatosan monitorozva követik a légköri folyamatokat. A chilei VLT-távcsőrendszerrel és a hawaii Keck-teleszkópokkal készült megfigyelések összesítése alapján a szakemberek új eredményeket nyertek a hold sűrű nitrogénlégkörében megjelenő felhőkről.

Eszerint az egész holdon jellemző egy ritka, magas felhőrendszer, 25-35 km-rel a felszín felett. Ez a réteg nem összekeverendő a még magasabban lévő, szerves anyagokból álló szénhidrogén-szmoggal, amely a legtöbb hullámhosszon takarja a felszínt. A 25 és 35 km közötti globális felhőréteg a földi cirruszfelhőkre (fátyolfelhőkre) emlékeztet, de azoknál sokkal ritkább és átlátszóbb. A modellek alapján a mi felhőinkben jellemző vízjégszemcséknél sokkal nagyobb, több milliméteres metánjég-szemcsék lebegnek itt. A felhőtakaróban előforduló metán teljes mennyisége kb. 1,5 cm vastag folyékony réteggel boríthatná be az egész holdat, ha kicsapódna.

Alacsonyabban egy másik jellegzetes felhő- vagy ködtípust is azonosítottak (a felhők és ködök elkülönítésének egyelőre nincs biztos alapja a Titan esetében). Ezek valamivel sűrűbb, de még mindig viszonylag átlátszó reggeli ködök lehetnek. Jellegzetes előfordulási területük a Xanadu névre keresztelt, kontinensre emlékeztető kiemelkedés nyugati lejtője (lásd az alsó képen).

A ködök kialakulásának folyamata egyelőre pontosan nem ismert, de feltehetőleg ún. orografikus eredetűek. Eszerint akkor alakulnak ki, amikor a hegyvidéknek ütköző gáztömeget emelkedésre kényszeríti a terepakadály, hőmérséklete csökken, és metáncseppek válnak ki benne. Míg a korábban említett globális felhőzet fagyott metánkristályokból áll, ezt a reggeli, alacsonyabb képződményt folyékony cseppek alkothatják.

A reggeli ködök a helyi időt tekintve átlagosan 10.30 körüli időpontra oszlanak fel. Ez valójában sokkal hosszabb időtartamot jelent, mint a Földön, a Titanon ugyanis egy nap 16 földi napig tart. Ezért napfelkeltétől számítva helyi időben 10.30-ig majdnem három földi nap telik el.

A kutatók szerint valószínű, hogy a reggeli metánködökből metáneső szemerkél a felszínre. A ködök fontos szerepet játszhatnak a felszín és a légkör energiamérlegének, a be- és kisugárzás mennyiségének befolyásolásában, továbbá a légkörbe került folyékony metánnak a felszínre történő visszajuttatásában.

A Xanadu-régió területe (középen) a Titan gyengén átlátszó légkörében. A déli pólussapka területén (lent) konvektív felhők mutatkoznak (JPL, NASA)

Új képek a Cassinitől is

A napokban bemutatták a Cassini-űrszonda új eredményeit és felvételeit, amelyek között az eddigi leglátványosabb képek láthatók a Titan metántavairól. Az elmúlt időszakban készült radarmérések alapján készítettek térképet a magas szélességen lévő tavak eloszlásáról. A mérések igazolták, hogy mind az északi, mind a déli sarkvidéken sok ilyen képződmény fordul elő.

A hold 60. északi szélességi körétől északra lévő terület több mint felét lefedték a radaros megfigyelések. Ezen a vidéken éppen tél van, és a felszín kb. 14%-át borítják tavak. A tavak összterületének 70%-a 26 ezer négyzetkilométernél nagyobb tavakban összpontosul. A legnagyobb tavak mérete 100 ezer négyzetkilométer körüli, azaz körülbelül Magyarország területével egyenlő. A déli sarkvidékről a szonda egyelőre sokkal kevesebb radarmérést készített. Mivel ott jelenleg nyár van és magasabb a hőmérséklet, kevesebb tónak kell lennie - ennek igazolására a következő egy év során nyílik lehetőség.

A mellékelt kép a radarfelvételekből összeállított mozaik, amely az é.sz. 60. fokától északra lévő terület több mint felét lefedi. A sötétkék és fekete alakzatok jelentik a szénhidrogénekkel kitöltött tavakat. Érdemes megfigyelni, hogy a nagyobb tavak pereme erősen kicsipkézett, míg kisebb társaik apró, egymáshoz közeli foltokként jelennek meg. A modellek alapján számos tavat felszín alatti folyadékréteg kapcsolhat egymáshoz.

Tavak a Titan északi sarkvidékén (NASA, JPL, USGS)

A Titan éghajlatáról az elmúlt években sajátos kép rajzolódott ki. Eszerint a H₂O szilárd jeget alkot a holdon, a földi vízkörforgáshoz hasonló folyamatban pedig a víz helyett a metán szerepel. Utóbbi a felszín legnagyobb részén gáz halmazállapotú, és a kőzetek repedéseiből szivárog, emellett felhőket alkot a légkörben. Alkalmanként (a Xanadu esetében reggelente) metáneső hullik a magasból, de az folyókban, tavakban csak a sarkvidéken halmozódhat fel, ahol ehhez elég hideg van - máshonnan gyorsan visszapárolog. A Titan éghajlata tehát a domináns illékony anyagot (metánt) tekintve trópusi jellegű: a felszín nagyobb részén a lehulló csapadék elpárolog, folyékony halmazállapotban csak a felszín alatt, vagy a felszínen a hideg sarkvidéken jelenik meg. Mindeközben még az egyenlítő vidékén is -180 ^oC körüli a nappali hőmérséklet, és néhol  jéghomokból álló dűnék borítják a tájat.