Atmosféra Titanu je více podobná Zemi, než se předpokládalo

Vědci z UCL (University College London) pozorovali, jak rozsáhlý polární vítr uvádí do pohybu atmosféru Saturnova měsíce Titan. Vědecký tým analyzoval data shromážděná v průběhu sedmi let mezinárodní kosmickou sondou Cassini a zjistil, že interakce mezi atmosférou Titanu a slunečním magnetickým polem a zářením vytváří proud uhlovodíků a nitrilových sloučenin unášených pryč z polárních oblastí do okolního prostředí. To se velice podobá pozorovanému proudění, které přichází z polárních oblastí na Zemi.

Titan je pozoruhodný objekt Sluneční soustavy. Podobně jako Země a Venuše – a na rozdíl od jiných měsíců – má kamenný povrch a hustou atmosféru. Je jediným objektem Sluneční soustavy mimo Zemi, na kterém najdeme dešťové srážky, řeky a jezera. Velikostí je o něco větší než planeta Merkur.

Díky těmto unikátním podmínkám byl Titan studován mnohem více než ostatní satelity Sluneční soustavy (kromě našeho Měsíce) nejenom pozemními teleskopy, ale například kosmická sonda Cassini kolem něj uskutečnila velké množství průletů. Evropská sonda Huygens na jeho povrchu přistála počátkem roku 2004. Na palubě sondy Cassini je také přístroj částečně zhotovený na UCL, tzv. Cassini Plasma Spectrometer (CAPS), který je využíván k výzkumu Titanu.

„Atmosféra Titanu je tvořena především dusíkem a metanem, atmosférický tlak na povrchu je asi o 50 % vyšší než na Zemi,“ říká Andrew Coates (UCL), který je vedoucím výzkumu. „Data z přístroje CAPS před několika lety ukázala, že horní vrstvy atmosféry Titanu ztrácejí přibližně sedm tun uhlovodíků a nitrilů denně, avšak nebylo známo, proč k tomu dochází. Náš nový výzkum poskytnul důkazy, proč se tak děje.“

Uhlovodíky patří do kategorie molekul, které zahrnují metan, stejně jako jiné dobře známé substance včetně petroleje, zemního plynu a živice (bitumenu). Nitrily jsou molekuly obsahující dusík a uhlík těsně vázaný dohromady.

Nový výzkum nedávno publikovaný v časopise Geophysical Research Letters vysvětluje, že tyto atmosférické úbytky jsou řízeny polárním větrem vznikajícím interakcemi mezi slunečním zářením, slunečním magnetickým polem a molekulami přítomnými v horních vrstvách atmosféry.

„Ačkoliv je Titan desetkrát vzdálenější od Slunce než Země, jeho svrchní atmosféra je stále ještě vystavena slunečnímu světlu,“ říká Andrew Coates. „Když záření bombarduje molekuly v ionosféře Titanu, dochází k vyvržení záporně nabitých elektronů z molekul uhlovodíků a nitrilů, které opouštějí kladně nabité částice a zanechávají je za sebou. Tyto elektrony známé jako fotoelektrony mají velmi přesnou energii 24,1 elektronvoltu, což znamená, že mohou být vystopovány přístrojem CAPS a snadno odlišeny od ostatních elektronů a sledovány, jak se rozšiřují napříč okolním magnetickým polem.“

Na rozdíl od Země nemá Titan vlastní magnetické pole, avšak je obklopen rychle rotujícím magnetickým polem planety Saturn, které vytváří kolem měsíce kometám podobný ohon. Během 23 průletů, při nichž sonda Cassini prolétávala skrz ionosféru Titanu nebo jeho magnetickým ohonem, přístroj CAPS detekoval měřitelné množství fotoelektronů ve vzdálenosti 6,8 poloměrů Titanu, protože se mohou snadněji šířit podél siločar magnetického pole.

Astronomové zjistili, že tyto záporně nabité fotoelektrony rozptýlené ve všech částech ionosféry Titanu a v ohonu částic vytvářejí elektrické pole. To je dostatečně silné na to, aby přitahovalo kladně nabité uhlovodíkové a nitrilové částice z atmosféry v celé její části zalité slunečním zářením a vytvářelo rozsáhlý polární vítr, který zde vědci pozorovali.

Tento jev byl doposud pozorován pouze v polárních oblastech Země, kde je magnetické pole naší planety otevřené. Jelikož Titan postrádá vlastní magnetické pole, stejně otevřené magnetické pole se může vyskytovat nad širokými oblastmi Titanu, nejenom v blízkosti pólů. Rovněž všudypřítomný polární vítr je silně podezříván z toho, že existuje na Marsu i Venuši – dvou planetách Sluneční soustavy, které se nejvíce podobají Zemi. To poskytuje ještě další důkazy, že Titan, navzdory své poloze na oběžné dráze kolem plynné obří planety Sluneční soustavy, je jedním z objektů nejvíce podobných Zemi, jaký byl doposud zkoumán.

Zdroj: http://phys.org/news/2015-06-titan-atmosphere-earth-like-previously-thought.html

autor: František Martinek