خلال تحليق تيتان عام 2006 ، التقط مسبار كاسيني بعض الصور الأكثر تفصيلاً لأكبر قمر زحل. ومن المثير للاهتمام أن هذه التشكيلات السحابية تشبه بشدة تلك التي تُرى في الغلاف الجوي القطبي الخاص بالأرض.
ومع ذلك ، على عكس الأرض ، تتكون هذه السحب بالكامل من الميثان السائل والإيثان. نظرًا لدرجات حرارة تايتان المنخفضة للغاية - ناقص 185 درجة مئوية (-300 درجة فهرنهايت) - ليس من المستغرب وجود مثل هذا الجو الكثيف من الهيدروكربونات السائلة ، أو أن البحار من الميثان تغطي الكوكب.
لكن المثير للدهشة هو حقيقة أن بلورات الميثان موجودة أيضًا في هذا الجو. بعد ثماني سنوات من التقاط صور القطب الشمالي لتيتان ، استنتج الفلكيون أن هذه المنطقة تحتوي أيضًا على كميات ضئيلة من جليد الميثان.
وقالت كاري أندرسون ، وهي عالمة مشاركة في كاسيني في مركز جودارد لرحلات الفضاء في ناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند ، ومؤلفة الدراسة: "إن فكرة أن غيوم الميثان يمكن أن تشكل ارتفاعًا كبيرًا على تيتان هي فكرة جديدة تمامًا". "لا أحد يعتبر ذلك ممكنا من قبل."
وقد تم تحديد غيوم ستراتوسفيرية أخرى على تيتان بالفعل ، بما في ذلك سحب الإيثان - وهي مادة كيميائية تشكلت بعد انهيار الميثان. تم العثور أيضًا على سحب رقيقة من السيانو أسيتيلين وسيانيد الهيدروجين ، والتي تتكون من تفاعلات المنتجات الثانوية للميثان مع جزيئات النيتروجين.
ولكن كان يُعتقد أن غيوم الميثان المجمدة غير محتملة في طبقة الستراتوسفير في تيتان. نظرًا لأن التروبوسفير يحجز معظم الرطوبة ، فإن السحب الستراتوسفيرية تتطلب برودة شديدة. حتى درجة حرارة الستراتوسفير التي تبلغ سالب 203 درجة مئوية (-333 درجة فهرنهايت) ، التي لاحظها كاسيني جنوب خط الاستواء ، لم تكن باردة بما يكفي للسماح للميثان الشحيح في هذه المنطقة من الغلاف الجوي بالتكثف في الجليد.
ما لاحظته أندرسون ومؤلفها المشارك في جودارد ، روبرت سامويلسون ، هو أن درجات الحرارة في طبقة الستراتوسفير السفلى في تيتان ليست هي نفسها في جميع خطوط العرض. واستند هذا إلى البيانات المأخوذة من مطياف الأشعة تحت الحمراء المركب من كاسيني وأداة علوم الراديو الخاصة بالمركبة الفضائية ، والتي أظهرت أن درجة الحرارة المرتفعة بالقرب من القطب الشمالي كانت أبرد بكثير من تلك الواقعة جنوب خط الاستواء.
وتبين أن فرق درجة الحرارة هذا - ما يصل إلى 6 درجات مئوية (11 درجة فهرنهايت) - أكثر من كافٍ لإنتاج ثلج الميثان.
تدعم الملاحظات الأخرى التي تم إجراؤها على نظام سحابة Titan هذا الاستنتاج ، مثل كيفية ظهور مناطق معينة أكثر كثافة من غيرها ، والجسيمات الأكبر المكتشفة هي الحجم المناسب لجليد الميثان. وأكدوا أيضًا أن الكمية المتوقعة من الميثان - 1.5٪ ، وهي كافية لتكوين جزيئات الجليد - موجودة في طبقة الستراتوسفير القطبية السفلى.
علاوة على ذلك ، تؤكد الملاحظة نماذج معينة لكيفية عمل جو تيتان.
وفقًا لهذا النموذج ، يتمتع Titan بنمط دوران عالمي حيث يتدفق الهواء الدافئ في نصف الكرة الصيفية من السطح ويدخل الستراتوسفير ، ويصل ببطء إلى القطب الشتوي. هناك ، تنخفض كتلة الهواء إلى أسفل ، وتبرد أثناء نزولها ، مما يسمح بتكوين غيوم الميثان الستراتوسفيرية.
قال مايكل فلاسار ، عالم جودارد والباحث الرئيسي لـ Cassini's Composite Infrared: "كانت كاسيني تجمع بثبات أدلة على نمط التداول العالمي هذا ، وتحديد سحابة الميثان الجديدة هذه مؤشر قوي آخر على أن العملية تعمل بالطريقة التي نعتقد أنها تعمل بها". مطياف (CIRS).
مثل غيوم الأرض الستراتوسفيرية ، كانت سحابة الميثان تيتان تقع بالقرب من القطب الشتوي ، فوق خط عرض 65 درجة شمالًا. يقدر أندرسون وسامويلسون أن هذا النوع من النظام السحابي - الذي يسمونه غيوم الميثان التي يسببها الهبوط (أو SIMCs للاختصار) - يمكن أن يتطور بين 30،000 إلى 50،000 متر (98000 إلى 164000 قدم) على ارتفاع فوق سطح تيتان.
قال سكوت إيدجينغتون ، نائب عالم مشروع كاسيني في مختبر الدفع النفاث (JPL) التابع لناسا في باسادينا بولاية كاليفورنيا: "تواصل Titan تذهل العمليات الطبيعية المماثلة لتلك الموجودة على الأرض ، ولكنها تتضمن مواد مختلفة عن المياه المألوفة لدينا". "مع اقترابنا من الانقلاب الشتوي الجنوبي على تيتان ، سنستكشف المزيد عن كيفية اختلاف عمليات تكوين السحابة هذه باختلاف الموسم".
نتائج هذه الدراسة متاحة على شبكة الإنترنت في عدد نوفمبر من ايكاروس.
