Kopš Cassini zonde ieradās Saturnā 2004. gadā, tā ir atklājusi dažas satriecošas lietas par planētas pavadoņu sistēmu. Titāns, Saturna lielākais mēness, ir bijis īpašs valdzinājuma avots. Starp tā metāna ezeriem, ar ogļūdeņražiem bagāto atmosfēru un “metāna cikla” klātbūtni (līdzīgi kā Zemes “ūdens cikls”) netrūkst aizraujošu lietu, kas notiek uz šī Kronas mēness.
It kā ar to nebūtu pietiekami, Titāns piedzīvo arī sezonālās pārmaiņas. Pašlaik dienvidu puslodē sākas ziema, kurai raksturīgs spēcīgs virpuļa klātbūtne augšējā atmosfērā virs dienvidu pola. Tas ir apgriezts tam, ko pieredzēja zonde Cassini, kad tā pirmo reizi sāka novērot Mēnesi pirms vairāk nekā desmit gadiem, kad līdzīgas lietas notika ziemeļu puslodē.
Šie atradumi tika dalīti Amerikas Astronomijas biedrības Planētu zinātņu nodaļas 48. sanāksmē un 11. Eiropas Planetāro zinātņu kongresā, kas notika no 16. līdz 21. oktobrim Pasadenā, Kalifornijā. Kā otrā apvienotā konference starp šīm struktūrām, šīs ikgadējās sanāksmes mērķis ir stiprināt starptautisko zinātnisko sadarbību planētu zinātnes jomā.
Tikšanās laikā Dr. Athena Coustenis - pētījumu direktore (1st klase) ar Nacionālo zinātnisko pētījumu centru (CNRS) Francijā - dalījās ar jaunākajiem atmosfēras datiem, ko ieguvis Cassini. Kā viņa teica:
“Cassini ilgstošā misija un biežās vizītes Titānā ļāva mums pirmo reizi izsmalcināti novērot Titāna sezonālo izmaiņu modeli. Mēs ieradāmies ziemeļu ziemas vidū, un tagad mums ir bijusi iespēja novērot Titāna atmosfēras reakciju divu pilnu sezonu laikā. Kopš ekvinokcijas, kad abas puslodes vienādi sildīja no Saules, mēs redzējām straujas pārmaiņas. ”
Zinātnieki kādu laiku ir zinājuši sezonālās izmaiņas Titānā. To raksturo siltas gāzes, kas paceļas pie vasaras staba, un aukstas gāzes, kas nosēžas pie ziemas staba, un siltums tiek cirkulēts caur atmosfēru no pola uz polu. Šajā ciklā periodiski notiek apgriezieni, jo gadalaiki mainās no vienas puslodes uz otru.
2009. gadā Cassini novēroja liela mēroga maiņu tūlīt pēc šī gada ekvinokcijas. Tas noveda pie temperatūras pazemināšanās par aptuveni 40 ° C (104 ° F) ap dienvidu polāro stratosfēru, bet ziemeļu puslodē notika pakāpeniska sasilšana. Mēneša laikā pēc ekvinokcijas virs dienvidu pola parādījās gāzveida pēkšņs virpulis, kas uzrādīja kvēlojošus plankumus, bet līdzīgs elements pazuda no ziemeļpola.
Šāds apgrieziens ir nozīmīgs, jo tas dod astronomiem iespēju detalizētāk izpētīt Titāna atmosfēru. Būtībā dienvidu polārajā virpulī ir redzamas gāzu izmešu koncentrācijas - piemēram, sarežģīti ogļūdeņraži, metilacetilēns un benzols -, kas uzkrājas, ja nav ultravioletā starojuma. Ar ziemu dienvidu puslodē šīs gāzes var uzkrāties pārpilnībā.
Kā skaidroja Kousteniss, šī ir iespēja planētu zinātniekiem izmēģināt savus modeļus Titāna atmosfērā:
“Mums bija iespēja būt lieciniekiem ziemas sākumam no paša sākuma un tuvojamies šo gāzes ražošanas procesu maksimuma laikam dienvidu puslodē. Mēs tagad meklējam jaunas molekulas atmosfērā virs Titāna dienvidu polārā reģiona, ko ir prognozējuši mūsu datoru modeļi. Veicot šos atklājumus, mēs varēsim izprast notiekošo fotoķīmiju. ”
Iepriekš zinātnieki bija spējuši novērot šīs gāzes tikai augstos ziemeļu platuma grādos, kas ilgi saglabājās arī vasarā. Tika gaidīts, ka tie tiks lēni fotoķīmiski iznīcināti, kur gaismas iedarbība tos sadalīs atkarībā no to ķīmiskā sastāva. Tomēr dažu pēdējo mēnešu laikā visā ziemeļu puslodē no 400 līdz 500 km augstumā ir izveidojusies novājinātu molekulāro gāzu un aerosolu zona.
Tas liek domāt, ka lielā augstumā Titāna atmosfērā notiek sarežģīta dinamika. Kas tie varētu būt, vēl nav skaidrs, bet tie, kuri Titāna atmosfēras izpēti ir padarījuši par prioritāti, vēlas noskaidrot. Paredzams, ka no šī brīža līdz Cassini misijas beigām (kura paredzēta 2017. gada septembrim) zonde būs sniegusi pilnīgu priekšstatu par to, kā uzvedas Titāna vidējā un augšējā atmosfēra.
Misijas beigās Cassini kosmosa zonde būs veikusi vairāk nekā 100 mērķētus Saturna lidojumus. To darot, tas faktiski ir bijis liecinieks tam, kā Titāns izskatās pilns gads ar sezonālām mainībām. Šī informācija ne tikai palīdzēs mums izprast viena no Saules sistēmas noslēpumainākajiem pavadoņiem dziļākos noslēpumus, tai arī vajadzētu noderēt, ja un kad kādreiz uz turieni sūtām astronautus (un varbūt pat apmetnes)!
