Takket være Cassini-oppdraget og Huygens-sonden har vi skimtet en våt verden da vitenskapen tok en titt på Saturns måne, Titan. Selv om den kjemiske sammensetningen er annerledes enn vår, har Titan fortsatt lignende funksjoner som skyer, tåke, regn og til og med innsjøer. Opprinnelsen til disse funksjonene har imidlertid ikke blitt godt forklart før nå.
Forskere ved California Institute of Technology (Caltech) har jobbet hardt med å lage et dataprogram basert på observasjoner gjort av Cassini-avbildning og radar som kan bidra til å forklare Titans værmønster og flytende overflateavsetninger. En stor underlighet ble oppdaget i 2009 da Oded Aharonson, Caltech-professor i planetarisk vitenskap, og teamet hans bekreftet at Titans innsjøer så ut til å være samlet rundt polene - mer hovedsakelig på den nordlige halvkule enn sammenlignet med sør - men det er ikke den eneste nysgjerrigheten. Områdene rundt ekvator var mistenkt å være tørre, men Huygens-sonden avslørte områder med avrenning, og fire år senere observerte forskere et stormsystem som ga fuktighet. Trenger mer? Så sjekk ut skyene observert av bakkebaserte teleskoper ... De samles rundt sørlige midtre og høye breddegrader under Titans sommersesong på den sørlige halvkule.
”Vi kan se i mange år og se nesten ingenting skje. Dette er dårlige nyheter for folk som prøver å forstå Titans meteorologiske syklus, siden ikke bare ting skjer sjelden, men vi har en tendens til å savne dem når de skjer, fordi ingen vil kaste bort tid på store teleskoper - som du trenger å studere der skyene er og hva som skjer med dem - å se på ting som ikke skjer, forklarer Mike Brown fra California Institute of Technology (Caltech).
Sikker. Forskerne har jobbet hardt med å lage modeller som kan forklare disse eksotiske værfunksjonene, men slike forklaringer innebærer veivalgteorier, for eksempel kryogene vulkaner som sprenger ut metandamp for å forårsake skyer. Imidlertid er de siste datamaskingjengivelsene mye mer grunnleggende - prinsippene for atmosfærisk sirkulasjon. "Vi har en enhetlig forklaring på mange av de observerte funksjonene," sier Tapio Schneider, Frank J. Gilloon, professor i miljøvitenskap og teknikk. "Det krever ikke kryovolkaner eller noe esoterisk." Schneider har sammen med Caltech doktorgradsstudent Sonja Graves, tidligere Caltech doktorgradsstudent Emily Schaller (PhD '08), og Mike Brown, Richard og Barbara Rosenberg professor og professor i planetarisk astronomi, offentliggjort sine funn i tidsskriftet 5. januar av tidsskriftet Natur.
Hvorfor er dette datasettet annerledes enn forgjengerne? I følge Schneider klarte disse nye simuleringene å reprodusere skymønstre som samsvarer med faktiske observasjoner - helt ned til fordelingen av innsjøer. "Metan har en tendens til å samle seg i innsjøer rundt polene fordi sollyset der i gjennomsnitt er svakere," forklarer han. "Energi fra solen fordamper normalt flytende metan på overflaten, men siden det generelt er mindre sollys ved polene, er det lettere for flytende metan der å samle seg i innsjøer." Fordi Titan har en langstrakt bane, er den litt lenger borte i løpet av sommeren på den nordlige halvkule, noe som gir en lengre regntid og dermed en sterkere ansamling av innsjøer.
Så hva med uvær? Nær ekvator er ikke Titan veldig spennende - eller er det? Opprinnelig ble det teoretisert at området var nesten ørkenlignende. Det var grunnen til at når Huygens-sonden oppdaget bevis på avrenning, viste det seg at eksisterende modeller kan være galt. Se for deg overraskelsen da Schaller, Brown, Schneider og daværende postdoktor Henry Roe oppdaget uvær i denne antatt tørre regionen i 2009! Ingen kunne finne ut av det, og programmene gjorde lite mer enn å forutsi en duskregn. Med den nye modellen ble kraftig regn en mulighet. "Det regner veldig sjelden på lave breddegrader," sier Schneider. "Men når det regner, strømmer det."
Så hva annet gjør den nye Titan-værdatamodellen enda mer unik? Denne gangen går det i 135 titan år og kobler metaninnsjøene - og hvordan metan distribueres - til atmosfæren. I følge forskningen stemmer dette med dagens Titan-værobservasjoner og vil bidra til å forutsi hva som kan sees i årene som kommer. Å gjøre testbare prediksjoner er "en sjelden og vakker mulighet i planetarvitenskapene," sier Schneider. "Om noen år vet vi hvor riktige eller gale de er."
"Dette er bare begynnelsen," legger han til. "Vi har nå et verktøy for å gjøre ny vitenskap med, og det er mye vi kan gjøre og vil gjøre."
Original historiekilde: California Institute of Technology News Release. For videre lesing: Caltech-forskere oppdager stormer i tropanene i Titan.
