Når de forberedte seg på Cassinis besøk i Saturns måne Titan, regnet forskere med å se stedet oppvokst i etan - et biprodukt av nedbrytningen av metan. Det er mulig at denne skyen regner ned etan om sommeren, og deretter kondenserer rundt polet om vinteren og samler seg som is.
Cassinis Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) har oppdaget det som ser ut til å være en massiv ethan sky rundt Titans nordpol. Skyen snør kanskje etansnøflak i metaninnsjøer nedenfor.
Skyen kan være ledetråden som trengs for å løse et puslespill som har forvirret forskere som til nå har sett lite bevis på et slør av etanskyer og overflatevæsker opprinnelig trodde omfattende nok til å dekke hele overflaten til Titan med et 300 meter dypt hav .
Før Cassini-Huygens-oppdraget begynte å besøke Titan i 2004, “Vi forventet å se mye etan - enorme etanskyer på alle breddegrader og omfattende hav på overflaten av Saturns gigantiske måne Titan,” sa planetarforskeren Caitlin Griffith, University of Arizona.
Det er fordi ultrafiolett lys i solenergi irreversibelt bryter ned metan i Titans mest nitrogenatmosfære. Etan er den klart rikeste biprodukten når metan brytes sammen. Hvis metan har vært en bestanddel av atmosfæren gjennom hele Titans levetid på 4,5 milliarder år - og det var ingen grunn til å mistenke at det ikke hadde gjort det - ville den store månen være full av etanhav, teoretiserte forskere.
NASAs Cassini-romfartsradar fant innsjøer i Titans nordlige arktiske breddegrader på en flyby 22. juli. Imidlertid, "Vi vet nå at Titans overflate stort sett er blottet for innsjøer og hav," sa Griffith. Hun er medlem av UA-baserte Cassini VIMS-team, ledet av professor Robert Brown fra UAs Lunar and Planetary Lab.
Den manglende etanen er desto mer mystisk fordi Cassini-bilder antyder at andre mindre rikholdige faste utfeller fra de fotokjemiske reaksjonene i Titans atmosfære har dannet sanddyner og dekket kratere på overflaten, sa Griffith.
VIMS oppdaget den første oppdagelsen av Titans enorme polare etansky når den prøvde Titans høye nordlige breddegrader på Cassini flybys i desember 2004, august 2005 og september 2005.
VIMS oppdaget cirrusskyen som et lyst bånd i høyder mellom 30 km og 60 km i kanten av Titans arktiske sirkel, mellom 51 grader og 69 grader nordlig bredde. VIMS så bare en del av skyen fordi det meste av den nordlige polar regionen er i vinterens skygge og ikke vil bli fullstendig opplyst før i 2010, bemerket Griffith.
"Våre observasjoner innebærer at overflateavsetninger av etan bør bli funnet spesifikt ved polene, snarere enn globalt fordelt over Titans disk som tidligere antatt," sa Griffith. "Dette kan delvis forklare mangelen på flytende etanhav og skyer på Titans midtre og nedre breddegrad."
”Vi tror at etan regner, eller hvis temperaturene er kule nok, snør det på nordpolen akkurat nå. Når sesongene bytter, forventer vi at etan kondenserer på sørpolen i løpet av vinteren, sa Griffith. Hvis polare forhold er like kule som spådommene sier, kan etan samle seg som polar is.
Etan løses opp i metan, noe forskere spår at det regner fra atmosfæren på nordpolen i løpet av den kjølige vinteren. "I løpet av de polare vintrene forventer vi at lavlandet vil vugge metan-innsjøer som er rike på etan," bemerket Griffith. "Kanskje dette er innsjøene som Cassini nylig har avbildet."
Hvis det ble produsert etan i dagens takt over hele Titans levetid, ville totalt to kilometer etan ha falt ut over polene. Men det virker lite sannsynlig, sa Griffith.
Forskere har ingen direkte bevis for polare caps av etanis. Titans nordpol er i vintermørke, og Cassini-kameraene har ennå ikke sett den i reflektert lys. Cassini-kameraer har avbildet Titans sørpol. "Morfologien som er sett på disse bildene, tyder ikke på en polar iskappe på to kilometer, men bildene viser flytfunksjoner," sa Griffith.
"Vi kommer til å begynne å lage flere polare pasninger de kommende månedene," la hun til. "I slutten av neste år skal Cassini ha registrert den første polare temperaturprofilen til Titan, som vil fortelle oss hvordan kalde forhold er ved polen."
Griffith er første forfatter på artikkelen, "Evidence for a Polar Ethane Cloud on Titan," publisert i den nåværende (september 15) utgaven av Science. Paulo Pinteado og VIMS-teamleder Robert Brown fra UA og forskere fra Frankrike, Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, California, U.S. Geological Survey, Cornell University, NASA Ames Research Center, Portugal og Tyskland er medforfattere.
Griffith, Pinteado og Robert Kursinski fra UA samarbeidet tidligere i studier av de tusen mil lange metanskilene som båndet Titan på sørlige breddegrader. De konkluderte med å analysere VIMS-bilder at disse sterkt lokaliserte, konvektive skyene, som er sammensatt av metan, er resultatet av sommeroppvarming omtrent som det dannes tordenvær på jorden.
VIMS-instrumentet er et bildespektrometer som produserer et spesielt datasett kalt en bildekube. Den tar et bilde av et objekt i mange farger samtidig. Et vanlig videokamera tar bilder i tre primærfarger (rød, grønn og blå) og kombinerer dem for å produsere bilder sett av det menneskelige øyet. VIMS-instrumentet tar bilder i 352 separate bølgelengder eller farger, og spenner over et fargerike rike langt utover de som er synlige for mennesker. Alle materialer reflekterer lys på en unik måte. Så molekyler av ethvert element eller forbindelse kan identifiseres ved bølgelengdene de reflekterer eller absorbere, deres "signatur" -spektre.
Cassini-Huygens-oppdraget er et samarbeidsprosjekt fra NASA, European Space Agency og Italian Italian Agency. Jet Propulsion Laboratory, en avdeling fra California Institute of Technology i Pasadena, California, administrerer oppdraget for NASAs Science Mission Directorate, Washington, D.C. Cassini-omløperen og dens to ombordkameraer ble designet, utviklet og montert på JPL. Visual and Infrared Mapping Spectrometer-teamet er basert på University of Arizona i Tucson.
Original kilde: University of Arizona News Release
