Космический аппарат НАСА Кассини недавно обнаружил массивное скопление льда, по форме напоминающее облако, на южном полюсе луны Сатурна - Титане. Такое явление ранее никогда еще не наблюдалось.
Эту уже замеченную особенность решили отнести к части облачной системы, известной как южный полярный вихрь. Ученые предполагают, что зима в южном полушарии Титана будет еще холоднее, чем изначально прогнозировалось.
"По началу атмосферный сигнал был абсолютно стабилен, а потом "BOOM" и резко начал возрастать, тем самым указывая на появлении совершенно нового облака", - сказала ученый Кэрри Андерсон, отслеживающая работу Кассини из центра космических полётов Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд. "Я была так взволнована, что просто резко упала со стула".
Андерсон представила новые результаты космического аппарата Кассни на брифинге, проводившимся 11 ноября на 47-м ежегодном собрании Американского астрономического общества в планетарных наук в Оксен Хилл, штат Мэриленд. Она также обсуждала это и на утренней конференции в тот же день.
Ледяные облака
Титан является одним из самых интересных для науки спутников Сатурна. Он имеет густую, атмосферу, где больше всего доминирует азот. Это единственный космический объект в нашей Солнечной системе, кроме Земли, который обладает стабильной жидкой оболочкой на своей поверхности.
Но так называемое "море" Титана состоит только лишь из этана и метана, но никак не из воды. Многие ученые считают эту луну одной из самых пригодных для возможной инопланетной жизни вне Земли, ведь есть некоторые доказательства того, что там могут существовать другие организмы, ранее неизвестные науке.
Титан также может похвастаться своими облаками в плотных слоях атмосферы. Они расположены совершенно на разных уровнях: некоторые лежат близко к поверхности луны, а некоторые находятся вовсе выше неба. В 2012 году ученые установили, что вершина одного из "высоких" облаков Титана расположена на высоте около 300 км или 186 миль от южного полюса луны в стратосфере. Это самая стабильная часть атмосферы вне активного "погодного" слоя.
"Это только лишь вершина обширного стратосферного слоя облачной системы, который и образует то самое громадное "зимнее" облако южного полюса", - сказала Андерсон.
Вторую огромную тучу, только недавно образовавшуюся, уже обнаружили лежащей заметно ниже в атмосфере. Ученые изучили состав облака, используя композитный инфракрасный спектрометр, встроенный в комический аппарат Кассини, и провели некоторые лабораторные эксперименты на самом Титане.
Команда абсолютно убеждена, что оно полностью состоит из соединений водорода, углерода и азота. Все элементы периодически меняют своё состояние, переходя из жидкого в газообразное и, наоборот, в зависимости от температуры. Состав аналогичного облака, обнаруженного в 2012 году, меняется довольно часто в соотношении количества элементов, создавая совершенно новое образование.
"Наше облако является новым. Оно совсем другое, если сравнивать с предыдущим", - сказала Андерсон.
Процесс заморозки
Новообразовавшееся облако расположено значительно ниже (на высоте около 200 км или же 124 мили от поверхности). Это очень необычно для такого массивного объекта. Есть догадки, что температура под ним на Титане даже ниже, чем минус 150 градусов по Цельсию или же 238 градусов по Фаренгейту. Здесь наблюдается значительная разница с данными от 2012 года.
На Земле они образуются благодаря испарению воды в атмосферу. При достаточно высоких температурах водяной пар конденсируется в облака. В конечном счете, осадки также возвращаются на поверхность посредством дождя. Большинство углеводородных облаков луны Титан образуют подобным же образом.
Но совсем другая история с его полюсами. Там атмосферная циркуляция движения газов происходит от теплого весеннего полушария (в настоящее время от северного полушария) к более холодному - южному. Когда газы достигают ключевой области, они опускаются, сталкиваясь с холодными температурами. Некоторые из них могут образовать дождь, а некоторые могут замерзнуть на разных слоях атмосферы.
Кассини прибыл к Сатурну в 2004 году в середине зимы на северную полярную область. Миссия космического аппарата должна закончиться в сентябре 2017 года, после чего он отправится обратно на Землю.
Ледяные облака вокруг северного полюса исчезают с приходом весны. В это время начинают формироваться новые облака только уже на южном полюсе. Общее показатели показывают, что направление атмосферной циркуляции движения газов Титана медленно меняется.
Изменение направления свидетельствует о том, что свежие органические пары в атмосфере выходят на поверхность и начинают взаимодействовать с облаками. Повышенная численность этих газов означает, что большая часть из них попадают на поверхность, будучи уже охлажденными на своем пути. Это охлаждение приводит к образованию новых облаков. Тем самым цикл продолжается.
По мнению Андерсон, общее понижение температуры предупреждает ученых, что южная зима на Титане будет одной из самых суровых.