Дымка, покрывающая Титан, имеет высотный слой, который иногда отделяется от остальных, и никто не может понять, почему
Титан, самая большая луна Сатурна, больше планеты Меркурий и обладает самой толстой атмосферой среди всех известных планетных спутников. Его газовый покров в некотором роде невероятно похож на наш: он сделан, в основном, из азота, например, и поверхностное давление - примерно в 100 раз больше, чем у Марса и в 100 раз меньше, чем у Венеры - также напоминает земное. Там даже есть облака и осадки.
Однако в других отношениях атмосфера Титана совершенно чуждая. При средней температуре -290 градусов по Фаренгейту облака и капли дождя состоят не из воды, а из жидкого метана и этана, которые испаряются из углеводородных озер и морей около полюсов. Водяной лед, из которого состоит поверхность луны, настолько холоден, что действует как скала. В сочетании с низкой гравитацией Титана - всего 1/7 Земли - густая атмосфера привела к предположению, что люди могут летать своими силами с синтетическими крыльями, привязанными к их рукам.
Особенно захватывающим аспектом Титана является густая дымка органических химикатов, которая доминирует в атмосфере и затемняет поверхность. Это напоминает смог в Лос-Анджелесе, но толщиной в сотни миль. Дымка состоит из микроскопических маслоподобных снежинок и образуется высоко в атмосфере в результате взаимодействия атмосферного азота и метана с ультрафиолетовым светом и частицами высокой энергии. Хотя эта фотохимия происходит в других атмосферах с низким содержанием кислорода, включая атмосферы Плутона, Юпитера, Сатурна и даже миллиарды лет назад, даже на ранней Земле, явное изобилие тумана Титана и увеличенная продолжительность миссии Кассини, которая вращалась вокруг Сатурна с 2004 года. до его падения на планету в 2017 году, сделать его самым ярким и хорошо изученным примером этого процесса.
Как ни странно, изображения Титана показывают очень высокий слой тумана, который отделен от основной туманной атмосферы. Формирование отдельного слоя все еще остается предметом споров, причем некоторые утверждают, что оно вызвано изменением формы частиц, которые образуют слой, в то время как другие утверждают, что это явление обусловлено ветрами. Отдельный слой тумана не только окружает всю луну, но и ее высота меняется со временем. Это было очень высоко в атмосфере - около 350 миль над поверхностью - во время северной зимы Титана и сразу после равноденствия в 2009 году, что совпадает с началом северной весны Титана. Затем слой упал более чем на 50 миль за несколько месяцев, а затем медленно слился с основной туманной атмосферой в 2012 году.
Недавнее исследование в области астрономии природы описывает движение этого слоя тумана, включая его исчезновение в 2012 году и последующее повторное появление высоко в атмосфере в 2016 году. Это было неожиданно, но движение тумана помогает исследователям понять и объяснить формирование отдельного слоя тумана , Считается, что этот исчезающий акт обусловлен смещением баланса между восходящими ветрами и падающими частицами по мере смены времен года. Эти частицы также действуют как трассеры, которые позволяют наблюдать за атмосферной циркуляцией.
В предыдущих измерениях на космическом корабле Voyager в 1980 году наблюдался отслоенный слой тумана на той же высоте, что и Кассини, на один «год» Титана (примерно 29,5 земных лет) ранее. Эти наблюдения указывают на то, что сезонный цикл отслоенного слоя мутности удивительно постоянен в течение года. Однако появление отслоенного слоя мутности оказалось более сложным, чем мы ожидали ранее на основе компьютерных моделей. Компьютерное моделирование атмосферы Титана предсказывало, что отслоившийся слой будет образовываться высоко в атмосфере через несколько лет после исчезновения и медленно уменьшаться в высоте в течение нескольких лет, прежде чем стабилизируется до следующего равноденствия. Тем не менее, недавнее повторное появление началось с переходных отдельных слоев высоко в атмосфере, которые рассеялись в течение месяцев после формирования. Дымка не сформировала устойчивый отдельный слой к концу миссии Кассини в 2017 году.Без Кассини, который оставил сокровищницу удивительных наблюдений, может пройти много времени, прежде чем мы сможем определить, когда отслоившийся слой тумана вернется к стабильности или будет ли он в течение этого северного летнего сезона. Этот прочный космический корабль много рассказал нам о Титане и химических и физических процессах, происходящих в атмосфере. Будущие исследования должны будут обойтись наземными и орбитальными телескопами, по крайней мере, до следующей миссии. Недавно НАСА выбрала в качестве финалиста исследование Стрекозы на Титане. Если бы это было разрешено, эта миссия отправила бы квадрокоптер для полета на ряд посадочных площадок на Титане, выполнив ряд уникальных измерений об обмене веществ между поверхностью и атмосферой; метеорология на Титане; и состав поверхности, включая биологически релевантные молекулы. Эта миссия может начаться уже в 2025 году.
