Webbův teleskop se zaměřil na Saturnův měsíc Titan

Titan, největší měsíc planety Saturn, je jediným měsícem ve Sluneční soustavě s hustou atmosférou a zároveň je také jediným tělesem kromě Země, na němž se v současné době vyskytují řeky, jezera a moře. Na Titanu probíhá cyklus podobný koloběhu vody v přírodě na naší planetě, jen s tím rozdílem, že místo vody zde cirkulují kapalné uhlovodíky, především metan.

Popis k titulnímu obrázku: Připojený snímek Saturnova měsíce Titan byl pořízen pomocí přístroje NIRCam na palubě Webbova kosmického teleskopu dne 4. listopadu 2022. Snímek vlevo je pořízen na vlnové délce 2,12 mikronu přes filtr citlivý na záření spodní vrstvy atmosféry Titanu. Jasné skvrny jsou vyčnívající oblaka na severní polokouli. Vpravo je barevný kompozitní snímek, který vznikl při použití kombinace různých filtrů kamery NIRCam. Několik nápadných útvarů na povrchu je označeno. Kraken Mare je považováno za moře kapalného metanu. Belet je tmavá skvrna složená z tmavě zbarvených písečných dun. Adiri je jasný albedový útvar.

Titan je svět bohatý na uhlík a chudý na kyslík s širokým spektrem organických a anorganických chemických sloučenin, atmosférických energetických zdrojů, jezer a moří kapalných uhlovodíků. Je jediným planetárním tělesem ve Sluneční soustavě – kromě naší planety – kde se vyskytují dešťové srážky a sezónní tekoucí kapaliny způsobující erozi povrchu.

Kromě toho je zde přítomná mlha ze směsi dusíku a uhlovodíků, jako je metan a etan; atmosféra tohoto tělesa se určitým způsobem podobá Zemi a rovněž obsahuje řadu velmi složitých organických molekul. Planetologové se domnívají, že tento chemický make-up je podobný prvotní atmosféře Země.

„Čekali jsme mnoho let na využití infračerveného pohledu Webbova vesmírného teleskopu ke studiu atmosféry Titanu zahrnující fascinující povětrnostní útvary a plynné kompozice, a také k nahlížení skrz vrstvu mlhy za účelem studia albedových útvarů – jasných a tmavých skvrn – na povrchu Titanu,“ uvádí v prohlášení Conor Nixon, planetolog na NASA Goddard Space Flight Center se svými spolupracovníky.

„Atmosféra Titanu je neuvěřitelně zajímavá nejen v důsledku přítomnosti metanových oblaků a bouří, ale také vzhledem k tomu, co nám může říci o minulosti a budoucnosti Titanu – včetně toho, jestli měl vždycky atmosféru. Byli jsme naprosto potěšeni počátečními výsledky.“

Podrobnější popis k obrázku vpravo: Vývoj oblaků na Titanu v průběhu 30 hodin mezi 4. a 6. listopadem 2022, jak jej viděla kamera NIRCam Webbova kosmického dalekohledu (vlevo) a přístroj NIRC-2 (vpravo) dalekohledu Keck. Zobrazená polokoule Titanu rotuje zleva (za úsvitu) doprava (večer), jak vyhlíží při pohledu ze Země a ze Slunce. Oblak A vypadá, že rotuje do směru pohledu, zatímco oblak B se jeví být rozptýlený nebo pohybující se za okraj měsíce Titan (dozadu vůči viditelné polokouli směrem pryč od nás). Oblaka nemají na Titanu dlouhé trvání, jak můžeme pozorovat na snímcích pořízených 4. a 6. listopadu 2022.

Na základě snímků z kamery NIRCam na palubě Webbova vesmírného teleskopu astronomové detekovali několik oblaků v atmosféře Titanu. „Porovnáním rozdílných snímků z kamery NIRCam jsme brzy potvrdili, že jasná skvrna viditelná na severní polokouli Titanu byla ve skutečnosti velkým oblakem. Nedlouho potom jsme zaznamenali druhý oblak,“ informují astronomové.

Detekce oblaků je vzrušující, protože potvrzuje dřívější předpověď na základě počítačových modelů změn klimatu na Titanu, že oblaka se budou snadno vytvářet ve středních šířkách severní hemisféry v průběhu pozdního léta, kdy je povrch zahříván Sluncem.

Je důležité, že se nám později podařilo zjistit, jestli se oblaka pohybují nebo mění svůj tvar, což může odhalit informace týkající se vzdušných proudů v atmosféře Titanu. Toho bylo rychle dosaženo ve spolupráci s kolegy na základě žádosti o navazující pozorování pomocí dalekohledu Keck.

„Obávali jsme se, že oblaka budou pryč, když budeme Titan pozorovat o dva dny později pomocí dalekohledu Keck, avšak k naší radosti zde oblaka byla na stejném místě, vypadající jako by změnila tvar," říká Imke de Pater, astronomka z University of California, Berkeley, která má rozsáhlé zkušenosti z používání dalekohledu Keck.

Astronomové rovněž shromáždili spektra Titanu ze spektrografu NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph), který nám poskytuje přístup k mnoha vlnovým délkám, které jsou blokovány zemskou atmosférou pro pozorování pozemními dalekohledy, jako je například Keck.

Tato data, která astronomové stále ještě analyzují, nám umožní sledovat složení spodních vrstev atmosféry Titanu a povrchu způsobem, který dokonce ani sonda NASA s názvem Cassini nemohla provádět a dozvědět se tak více o tom, co způsobuje jasné útvary viditelné v okolí jižního pólu Titanu.

Zdroj: https://www.sci.news/astronomy/webb-titan-atmosphere-11444.html

autor: František Martinek