В начале ноября астрономы обратили пристальное внимание космического телескопа имени Джеймса Уэбба на Титан, крупнейший спутник Сатурна. В сочетании с наблюдениями, сделанными с помощью телескопов Кека на Гавайях, ученые получили удивительные изображения облаков Титана. На снимках также видно море, наполненное жидким метаном.
Титан — крупнейший спутник Сатурна и второй по величине спутник в Солнечной системе, уступающий только Ганимеду. Это также один из самых интригующих и похожих на Землю объектов в Солнечной системе. Он больше Меркурия и почти такой же большой как Марс. Это единственная луна в Солнечной системе с плотной атмосферой, которая в четыре раза плотнее земной и состоит в основном из органических молекул на основе азота и углерода, включая метан и этан.
Титан также является единственным планетарным телом, кроме Земли, на поверхности которого есть реки, озера и моря. Однако, в отличие от нашей планеты, жидкость на Титане не является водой — она состоит из углеводородов, в том числе метана и этана, которые на нашей планете преимущественно газообразны, но ведут себя как жидкости в ледяном климате Титана. Эта луна в десять раз дальше от Солнца, чем Земля. На ее поверхности температура колеблется в районе минус 180 градусов по Цельсию.
По словам исследователей, этот химический состав похож на первичную атмосферу Земли, что делает Луну многообещающим местом для поиска жизни за пределами Земли. По этой причине НАСА запланировало миссию на Титан под названием Dragonfly («Стрекоза»). Миссия состоит в том, чтобы доставить на Титан винтокрылый летательный аппарат, оснащенный исследовательскими инструментами, позволяющими идентифицировать органические частицы. Запуск, по плану, должен состояться в 2026 году, а цель должна быть достигнута в 2034 году.
Облака на Титане
Астрономы наблюдают за Титаном уже много лет. В 1980 году до этой луны долетел космический корабль «Вояджер-1», предоставивший первые научные данные, собранные на относительно близком расстоянии — зонд пролетел в четырех тысячах километров от луны. В последующие годы ученые наблюдали за ним в телескопы до миссии «Кассини», которая исследовала Титан. Зонд совершил несколько близких пролетов у спутника и выпустил спускаемый аппарат «Гюйгенс», который благополучно приземлился на его поверхность.
Исследователи годами ждали возможности поближе познакомиться с Титаном. Такую возможность предоставил космический телескоп имени Джеймса Уэбба (JWST). На первых изображениях Титана, сделанных JWST, астрономы заметили облака в атмосфере спутника, а также моря на его поверхности.
Два облака были замечены недалеко от Северного полюса. Более крупное облако располагалось рядом с самым большим из известных на Титане морем жидкого метана, называемым Морем Кракена. Для отслеживания их эволюции ученые использовали телескопы Кека, благодаря которым получили изображения указанных областей атмосферы Титана после наблюдений с помощью JWST. На серии снимков из обсерватории Кека, сделанных примерно через 30 и 54 часа, видны похожие облака — вероятно, те же самые, но немного смещенные.
Мы были обеспокоены тем, что облака исчезнут, когда через один или два дня посмотрим на Титан с помощью телескопов Кека, но, к нашему удовольствию, облака были в тех же местах и выглядели так, как будто они меняют форму, — сказал Имке де Патер из Калифорнийского университета в Беркли.
Подтвержденные прогнозы
Новые наблюдения в сочетании с наблюдениями с телескопов Кека на Гавайях предоставили ученым данные, которые помогут им понять погодные условия на Титане, которые могут иметь отношение к миссии Dragonfly. Атмосфера Титана представляет большой интерес для исследователей не только из-за метановых облаков, но и из-за того, что она может рассказать нам о прошлом и будущем Титана, в том числе о том, всегда ли у него была атмосфера.
Изображения, сделанные космической обсерваторией, по сравнению с изображениями, полученными наземными телескопами, могут выглядеть одинаково, но преимущество JWST заключается в наборе научных инструментов на борту, таких как спектрометры, которые могут предоставить более подробную информацию о составе атмосферы, а также о высоте облаков.
Используя спектрометры JWST вместе с оптическим качеством изображения с телескопов Кека, мы получили действительно полное изображение Титана, — добавил де Патер.
Изображения облаков, предоставленные обсерваториями, интересны исследователям, поскольку подтверждают их предсказания, основанные на компьютерных моделях климата Титана, согласно которым облака могут образовываться в центральных частях северного полушария в конце лета, когда поверхность прогревается Солнцем.
Данные этих наблюдений все еще анализируются и еще не опубликованы в научном журнале.
