Dankzij de Cassini-missie en de Huygens-sonde hebben we een glimp opgevangen van een natte wereld toen de wetenschap een blik wierp op de maan van Saturnus, Titan. Hoewel de chemische samenstelling anders is dan die van ons, heeft Titan nog steeds vergelijkbare kenmerken zoals wolken, mist, regen en zelfs meren. De oorsprong van deze functies is tot nu toe echter niet echt goed uitgelegd.
Onderzoekers van het California Institute of Technology (Caltech) hebben hard gewerkt aan het maken van een computerprogramma op basis van observaties van Cassini-beeldvorming en radar die de weerpatronen en de oppervlakteafzettingen van Titan zouden kunnen verklaren. Een grote eigenaardigheid werd ontdekt in 2009 toen Oded Aharonson, Caltech-professor planetaire wetenschap, en zijn team bevestigden dat de meren van Titan zich rond zijn polen leken te verzamelen - voornamelijk op het noordelijk halfrond dan in vergelijking met het zuiden - maar dat is niet de enige nieuwsgierigheid. Er werd vermoed dat de gebieden rond de evenaar droog waren, maar de Huygens-sonde onthulde gebieden met afvloeiing en vier jaar later observeerden onderzoekers een stormsysteem dat vocht afleverde. Heb meer nodig? Bekijk dan de wolken die worden waargenomen door telescopen op de grond ... Ze verzamelen zich rond het zuidelijke midden en hoge breedtegraden tijdens het zomerseizoen van het zuidelijk halfrond van Titan.
'We kunnen jaren kijken en zien dat er bijna niets gebeurt. Dit is slecht nieuws voor mensen die de meteorologische cyclus van Titan proberen te begrijpen, aangezien dingen niet alleen niet vaak gebeuren, maar we ze ook vaak missen als ze gebeuren, omdat niemand tijd wil verspillen aan grote telescopen - die je moet bestuderen waar de wolken zijn zijn en wat er met hen gebeurt - kijken naar dingen die niet gebeuren ', legt Mike Brown van het California Institute of Technology (Caltech) uit.
Zeker. De onderzoekers hebben hard gewerkt aan het maken van modellen die deze exotische weerskenmerken zouden kunnen verklaren, maar dergelijke verklaringen hebben betrekking op uitwegtheorieën, zoals cryogene vulkanen die methaandamp uitblazen om wolken te veroorzaken. De nieuwste computerweergaven zijn echter veel eenvoudiger - de principes van atmosferische circulatie. "We hebben een uniforme verklaring voor veel van de waargenomen kenmerken", zegt Tapio Schneider, de Frank J. Gilloon hoogleraar Milieuwetenschappen en -techniek. "Er zijn geen cryovulkanen of iets esoterisch voor nodig." Schneider, samen met Caltech-afgestudeerde student Sonja Graves, voormalig Caltech-afgestudeerde student Emily Schaller (PhD ’08), en Mike Brown, de Richard en Barbara Rosenberg professor en hoogleraar planetaire astronomie, hebben hun bevindingen gepubliceerd in het nummer van 5 januari van het tijdschrift. Natuur.
Waarom is deze dataset anders dan zijn voorgangers? Volgens de Schneider waren deze nieuwe simulaties in staat wolkenpatronen te reproduceren die overeenkomen met feitelijke waarnemingen - tot aan de verspreiding van meren. "Methaan verzamelt zich meestal in meren rond de polen omdat het zonlicht daar gemiddeld zwakker is", legt hij uit. "Energie van de zon verdampt normaal gesproken vloeibaar methaan op het oppervlak, maar aangezien er over het algemeen minder zonlicht aan de polen is, is het gemakkelijker voor vloeibaar methaan om zich daar op te hopen in meren." Omdat Titan een langgerekte baan heeft, is het iets verder weg tijdens de zomer op het noordelijk halfrond, waardoor een langer regenseizoen en dus een sterkere opeenhoping van meren mogelijk is.
Dus hoe zit het met stormen? Dichtbij de evenaar is Titan niet erg spannend - of toch? Oorspronkelijk werd aangenomen dat het gebied bijna woestijnachtig was. Dat is de reden waarom, toen de Huygens-sonde aanwijzingen ontdekte voor wegvloeien, het duidelijk werd dat bestaande modellen fout zouden kunnen zijn. Stel je de verbazing voor toen Schaller, Brown, Schneider en de toenmalige postdoctorale wetenschapper Henry Roe in 2009 stormen ontdekten in deze zogenaamd droge regio! Niemand kwam erachter en de programma's deden niet veel meer dan een motregen voorspellen. Met het nieuwe model werden zware regens mogelijk. "Het regent zeer zelden op lage breedtegraden", zegt Schneider. 'Maar als het regent, stroomt het.'
Dus wat maakt het nieuwe model Titan weercomputer nog meer uniek? Deze keer loopt het 135 Titan-jaren en verbindt het de methaanmeren - en hoe methaan wordt gedistribueerd - met zijn atmosfeer. Volgens het onderzoek komt dit overeen met de huidige weerswaarnemingen van Titan en zal het helpen voorspellen wat er de komende jaren te zien is. Testbare voorspellingen doen is 'een zeldzame en mooie kans in de planetaire wetenschappen', zegt Schneider. "Over een paar jaar weten we hoe goed of fout ze zijn."
'Dit is nog maar het begin', voegt hij eraan toe. "We hebben nu een tool om nieuwe wetenschap mee te doen, en er is veel dat we kunnen en zullen doen."
Oorspronkelijke verhaalbron: California Institute of Technology News Release. Voor meer informatie: Caltech-wetenschappers ontdekken stormen in de tropen van Titan.
