Selle 13 aasta ja 76 päeva jooksul Cassini missioon, mis kulus Saturni, orbiidi ja selle maa-ala ( Huygens sond) paljastas palju Saturni ja selle kuude süsteemide kohta. See kehtib eriti Titani, Saturni suurima kuu ja Päikesesüsteemi ühe salapärasema objekti kohta. Cassini paljude lendlehtede tulemusel õppisid teadlased palju Titani metaanijärvede, lämmastikurikka atmosfääri ja pinnaomaduste kohta.
Kuigi Cassini sukeldunud Saturni atmosfääri 15. septembril 2017, valavad teadlased endiselt selle ilmutatud asju. Näiteks enne oma missiooni lõppu jäädvustas Cassini pildi kummalisest pilvest, mis hõljus kõrgel Titani lõunapooluse kohal - üks, mis koosneb toksilistest hübriidsetest jääosakestest. See avastus on veel üks märk keerulisest orgaanilisest keemiast, mis leiab aset Titani atmosfääris ja selle pinnal.
Kuna see pilv oli palja silmaga nähtamatu, oli see jälgitav vaid tänu Cassini komposiit-infrapunaspektromeetrile (CIRS). See instrument märkas pilvi umbes 160–210 km (100–130 miili) kõrgusel, Titaani troposfääri metaan vihmapilvede kohal. Samuti kattis see lõunapooluse lähedal suure ala, vahemikus 75 ° kuni 85 ° lõunalaiust.
Kasutades CIRSi instrumendil saadud keemilist sõrmejälge, viisid NASA teadlased läbi pilve keemilise koostise rekonstrueerimiseks ka laborikatseid. Need katsed tegid kindlaks, et pilv koosnes orgaanilistest molekulidest vesiniktsüaniidist ja benseenist. Need kaks kemikaali näisid olevat kondenseerunud koos jääosakeste moodustamiseks, mitte üksteise peale kihiks.
Neile, kes on rohkem kui viimase kümnendi veetnud Titani atmosfääri uurides, oli see üsna huvitav ja ootamatu leid. Nagu ütles NASA Goddardi kosmoselennukeskuse CIRS-i kaasuurija Carrie Anderson NASA hiljutises pressiteates:
“See pilv kujutab endast uut keemilist valemit Titani atmosfääris. Huvitav on see, et see kahjulik jää on valmistatud kahest molekulist, mis lõunapooluse ääres rikkalikust gaasisegust kokku kondenseerusid. "
Selle pilve olemasolu Titani lõunapooluse ümber on ka järjekordne näide Kuu globaalsest ringlusest. See hõlmab soojade gaaside voolu, mis saadetakse suvest kogenud poolkeralt talve poolkera kogemusse. See muster muutub vastupidises suunas, kui aastaajad muutuvad, mis põhjustab pilvede kogunemise ümber selle, kumb poolus talviselt ilmneb.
Kui Cassini orbiidil jõudis Saturn 20o4 ajal, koges Titani põhjapoolkera talve - mis algas 2004. aastal. Selle tunnistuseks oli põhjapooluse ümber tekkinud pilvede teke, mida Cassini märkas oma esimesel kokkupuutel Kuuga hiljem kui samal aastal. Samamoodi toimusid samad nähtused lõunapooluse ümber Cassini missiooni lõpus.
See oli kooskõlas hooajaliste muutustega Titanil, mis toimuvad umbes iga seitsme maa-aasta jooksul - aasta kestab Titanil umbes 29,5 maa-aastat. Tavaliselt on Titani atmosfääris moodustuvad pilved struktureeritud kihtidesse, kus erinevat tüüpi gaas kondenseerub erinevatel kõrgustel jäisteks pilvedeks. Millised kondenseeruvad, sõltub sellest, kui palju auru on ja millistest temperatuuridest lähevad - pinnale lähemale - pidevalt lähemale.
Kuid mõnikord võivad erinevat tüüpi pilved moodustuda erinevatel kõrgustel või koos teiste pilvedega. See näis kindlasti nii olevat, kui tegemist oli vesiniktsüaniidi ja benseeni suure pilvega, mis oli märgatud lõunapooluse kohal. Tõendid selle pilve kohta saadi kolmest Titani vaatluskomplektist, mis tehti CIRS-instrumendiga ja mis toimusid 2015. aasta juulist novembrini.
CIRS-instrument töötab eraldades infrapunavalguse selle värvideks ja mõõdab seejärel nende signaalide tugevusi erinevatel lainepikkustel, et teha kindlaks keemiliste signatuuride olemasolu. Varem kasutati seda vesiniktsüaniidi jääpilvede olemasolu tuvastamiseks lõunapooluse kohal, aga ka muude toksiliste kemikaalide olemasolu Kuu stratosfääris.
Nagu ütles Goddardi CIRSi uurija F. Michael Flasar:
„CIRS toimib kaugseiretermomeetrina ja keemilise sondina, valides atmosfääris üksikute gaaside eralduva soojuskiirguse. Ja instrument teeb seda kõike eemalt, läbides samal ajal planeedi või kuu. ”
Keemiliste „sõrmejälgede” vaatlusandmeid uurides märkasid Anderson ja tema kolleegid, et jäise pilve spektraalsed signatuurid ei kattu ühegi konkreetse kemikaali omadega. Selle lahendamiseks asus meeskond läbi viima laboratoorseid katseid, kus gaasisegud kondenseeriti kambris, mis jäljendas Titani stratosfääri tingimusi.
Pärast erinevate kemikaalipaaride testimist leidsid nad lõpuks ühe, mis vastas CIRSi poolt jälgitavale infrapuna signaalile. Alguses proovisid nad lasta ühel gaasil kondenseeruda enne teist, kuid leidsid, et parimad tulemused saadi siis, kui mõlemad gaasid sisestati ja neil lasti samal ajal kondenseeruda. Ausalt öeldes polnud see esimene kord, kui Anderson ja tema kolleegid avastasid CIRS-i andmetest kaaskondenseerunud jää.
Näiteks tehti sarnaseid tähelepanekuid põhjapooluse lähedal 2005. aastal, umbes kaks aastat pärast seda, kui põhjapoolkeral oli talvine pööripäev. Sel ajal tuvastati jäiseid pilvi palju madalamal kõrgusel (alla 150 km ehk 93 miili) ja neis ilmnes vesiniktsüaniidi ja kajanoatsetüleeni keemilised sõrmejäljed - üks keerukamaid orgaanilisi molekule Titani atmosfääris.
See erinevus hübriidpilve viimase tuvastamise vahel taandub Andersoni sõnul põhja- ja lõunapooluse hooajaliste erinevuste erinevustele. Kui 2005. aastal täheldatud põhjapolaarpilve märgati umbes kaks aastat pärast põhjapoolset talvist pööripäeva, siis lõunapilvi Anderson ja tema hiljuti uuritud meeskond märkasid kaks aastat enne lõunast talvist pööripäeva.
Lühidalt on võimalik, et gaaside segu oli kahel juhul pisut erinev ja / või et põhjapilvel oli võimalus pisut soojeneda, muutes seega selle koostist mõnevõrra. Nagu Anderson selgitas, tehti need tähelepanekud võimalikuks tänu paljudele aastatele, mille Cassini missioon Saturni ümbruses veetis:
„Cassini üks eeliseid oli see, et suutsime kolmeteistkümneaastase missiooni jooksul Titanit uuesti ja uuesti lennutada, et näha aja jooksul muutusi. See on suur osa pikaajalise missiooni väärtusest. ”
Nende segase koostisega jäiste pilvede struktuuri kindlaksmääramiseks on kindlasti vaja täiendavaid uuringuid ning Andersonil ja tema meeskonnal on juba mõned ideed, kuidas need välja näeksid. Oma raha eest loodavad teadlased, et need pilved oleksid tükilised ja korralagedused, mitte täpselt määratletud kristallid nagu ühekeemilised pilved.
NASA teadlased kulutavad lähiaastatel kindlasti palju aega ja energiat kõigi teabe saamiseks, mida Cassini missioon oma 13-aastase missiooni jooksul. Kes teab, mida nad veel avastavad, enne kui orbiidri tohutud andmekogud on ammendatud?
Tulevane lugemine: NASA
