Tytan jest jedynym księżycem w Układzie Słonecznym o gęstej atmosferze. A także jedynym ciałem planetarnym poza Ziemią, które obecnie ma rzeki, jeziora i morza. Jednak ciecz na powierzchni Tytana składa się nie z wody, lecz z węglowodorów, w tym metanu i etanu.

Jak zobaczyć powierzchnię Tytana

Atmosfera tego księżyca jest wypełniona gęstą mgłą, która przesłania światło widzialne odbijające się od powierzchni. Przełomowa misja Cassini-Huygens już nie bada tego księżyca Saturna. Na kolejną – Dragonfly – przyjdzie nam jeszcze poczekać. Dlatego obecnie jedyną szansę na przyjrzenie się Tytanowi dają teleskopy. Swoje „oczy” na Tytana zwróciły Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba oraz Teleskopy Kecka na Hawajach.

– Czekaliśmy przez wiele lat, by móc wykorzystać Teleskop Webba i jego możliwości badania ciał niebieskich w podczerwieni do przeanalizowania atmosfery Tytana. Interesowały nas fascynujące wzorce pogodowe i skład gazowy atmosfery tego księżyca. A także możliwość przebicia się przez mgłę, co pozwala zbadać cechy tzw. albedo, czyli zdolności odbijania promieni przez powierzchnię – napisali badacze na blogu poświęconym badaniom.

– Atmosfera Tytana jest niezwykle interesująca. Nie tylko ze względu na chmury metanu i burze, ale także ze względu na to, co może nam powiedzieć o przeszłości i przyszłości Tytana. Na przykład, czy zawsze miał atmosferę? Byliśmy absolutnie zachwyceni początkowymi wynikami – dodali.

Sensacyjne obserwacje odległego księżyca

Wstępne wyniki obserwacji pojawiły się 5 listopada. Jako pierwszy przeanalizował je dr Sebastien Rodriguez z Uniwersytetu Paryskiego. – Cóż to była za pobudka! Moja skrzynka e-mailowa puchła od nowych powiadomień. Zaraz po otwarciu oczu włączyłem komputer i zacząłem pobierać dane. Pierwszym, co zobaczyłem tego ranka, była chmura. Chmura nad Tytanem! – opowiada badacz na blogu.

Zespół zauważył dwie chmury w atmosferze w pobliżu północnego bieguna księżyca. Naukowcy chcieli wiedzieć, czy mogą śledzić ewolucję tych chmur. Udało im się zapewnić czas obserwacji Teleskopów Keck i ponownie zobaczyli chmury 30 i 54 godziny później.

– Wykrywanie chmur jest ekscytujące, ponieważ potwierdza przewidywania z modeli komputerowych dotyczące klimatu Tytana. Modele te sugerują, że chmury mogą formować się na środkowej części półkuli północnej późnym latem, kiedy powierzchnia jest ogrzewana przez Słońce – przekonują badacze.

Po otrzymaniu danych zebranych przez Teleskopy Kecka, uczeni zwrócili z prośbą o pomoc do ekspertów od modelowania atmosfery. Jeden z tych ekspertów, Juan Loraz Uniwersytetu Yale, napisał: – To naprawdę ekscytujące! Cieszę się, że to widzimy, ponieważ przewidywaliśmy sporą aktywność chmur w tym sezonie! Nie mamy pewności, czy chmury zarejestrowane 4 i 6 listopada to te same chmury. Ale i tak mamy potwierdzenie sezonowych wzorców pogodowych – podkreślił.

Zespół zebrał również widma za pomocą spektrografu bliskiej podczerwieni (NIRSpec) teleskopu Webba. Instrument ten pozwala na dostęp do wielu długości fal, które są blokowane przez ziemską atmosferę w przypadku teleskopów naziemnych, takich jak Keck. Te dane, które są wciąż analizowane, pozwolą określić skład dolnej atmosfery i powierzchni Tytana w sposób, w jaki nawet sonda Cassini nie mogła tego zrobić.

Na Tytana poleci misja Dragonfly

Informacje dotyczące wzorców pogodowych na Tytanie skomentowała dr Elizabeth „Zibi” Turtle. To szefowa tworzonej właśnie misji NASA Dragonfly. Chodzi o wiropłat, który ma zostać wystrzelony w kierunku Tytana w 2027 roku.

– To jedne z najbardziej ekscytujących danych, jakie widzieliśmy na temat Tytana od zakończenia misji Cassini-Huygens w 2017 roku. A także jedne z najlepszych, jakie otrzymamy przed przybyciem na ten księżyc Saturna sondy NASA Dragonfly w 2032 roku – powiedziała naukowczyni z Johns Hopkins University, będąca główną badaczką misji Dragonfly. – Analiza powinna pomóc nam dowiedzieć się wiele nowych rzeczy o atmosferze i meteorologii Tytana.

Dalsze badania już wkrótce

Na tym jednak nie zakończą się badania Tytana prowadzone przez JWST. – Spodziewamy się kolejnych danych z Tytana z kamery bliskiej podczerwieni NIRCam i spektrografu NIRSpec. A także naszych pierwszych danych z instrumentu średniej podczerwieni (MIRI) Webba. Te dane powinny się pojawić w maju lub czerwcu 2023 roku – zapowiadają naukowcy.

– Dane z MIRI ujawnią jeszcze większą część widma Tytana, w tym niektóre długości fal, których nigdy wcześniej nie widzieliśmy. Mamy nadzieję, że przyniesie nam to informacje o złożonych gazach w atmosferze Tytana. A także da kluczowe wskazówki do rozszyfrowania, dlaczego Tytan jest jedynym księżycem w Układzie Słonecznym z gęstą atmosferą – dodają.

Źródło: University of California w Berkeley.