Výrazně chladnější oblasti atmosféry Titanu jsou způsobeny složením jeho husté atmosféry

23. 11. 2017

Titan Atmosféry planet Cassini Saturn

Z dat z orbitální sondy Cassini vědci zjistili, že na jižním pólu Titanu, největšího měsíce planety Saturn, existuje v zimě velmi chladná oblast, která dosahuje teplot až mínus 153 °C. Důvod její existence si však nedokázali vysvětlit, podobné chování totiž neznají u žádné z planet sluneční soustavy. Nová studie naznačuje, že by tento jev mohl být způsoben chemickými procesy v atmosféře, způsobenými látkami s minoritním zastoupením.

Titan, jižní polární vír

Tento snímek pořídila v reálných barvách sonda Cassini 27. června 2012 nad jižním pólem Titanu, největšího měsíce planety Saturn. Jde o vír, tyčící se nad okolní oblačnost, který vznikl když na jižní pól přestaly dopadat sluneční paprsky. Podle vědců NASA souvisí vznik tohoto vortexu s příchodem zimního období na jižní polokouli.

Image credit:

Titan je jediný měsíc ve sluneční soustavě, který má hustou atmosféru. Je dokonce tak hustá, že na povrchu je o asi 60 % větší atmosférický tlak než na Zemi. S pomocí dat ze sondy Cassini se vědci už dlouhá léta snaží pochopit fungování této atmosféry, její složení a vliv na formování povrchových útvarů na Titanu. Teď to vypadá, že by složení této atmosféry mohlo vést ke zvláštnímu jevu, při kterém dochází k ochlazení jižního polárního víru během zimního období.

Paradoxně je docela běžné, že na planetách sluneční soustavy s atmosférou dochází během zimního období nad pólem ke vzniku teplých hotspotů. Na Venuši, Zemi i Marsu během zimy klesá chladný vzduch v atmosféře směrem k povrchu, kde dochází k jeho stlačení a tím i zahřívání (ve skutečnosti se to děje ve výšce několika stovek kilometrů). 

V roce 2012 ale naměřila sonda Cassini během zimy na jižní polokouli Titanu výrazně nižší teploty, než vědci očekávali. Došlo tehdy k rychlému snížení teploty na takové hodnoty, že se začaly formovat oblaka plná zmrzlého kyanidu vodíku. 

Toto chování vědci připisují fotochemickým reakcím v atmosféře Titanu, při kterých vzniká etan, acetylen, kyanid vodíku a další prvky, které však netvoří nijak významnou část atmosféry. Přesto je jich dost na to, aby způsobily významné ochlazení polárního víru.

Konkrétně dochází k tomu, že sluneční paprsky nastartují chemické reakce v horních vrstvách atmosféry, při kterých tyto prvky vznikají. Jejich molekuly následně absorbují teplo z nižších vrstev atmosféry a vyzařují jej do vesmíru v infračerveném spektru. Atmosférická cirkulace tyto molekuly koncentruje právě na jižním pólu.

Podobné chování není známo z jiných míst ve sluneční soustavě díky specifickému složení atmosféry Titanu. Vědci ale předpokládají, že podobné chování by mohli detekovat na exoplanetách obíhajících jiné hvězdy ve vesmíru.

Titan má stejné naklonění své osy vůči Slunci stejné jako má Saturn, a jeho roční období tak vycházejí z pozice planety (a měsíce) vůči Slunci. Rok na Saturnu trvá 29,5 roku, zima tak trvá na jižní polokouli zhruba 15 let.