Jak vznikají bouře a jezera na Titanu?

Díky americké kosmické sondě Cassini a evropskému průzkumnému modulu Huygens, který přistál na povrchu Saturnova měsíce Titan, jsme o něm získali celou řadu unikátních informací. Atmosféra Titanu je bohatá na metan a průměrná teplota na jeho povrchu se pohybuje kolem -180 °C. Ačkoliv chemické složení atmosféry je odlišné od atmosféry naší planety, jinak na Titanu panují velmi podobné podmínky: vytvářejí se zde například oblaka, mlha, déšť a dokonce i potoky a jezera. Avšak skutečný původ těchto jevů se doposud nepodařilo zcela vysvětlit.

Pracovníci California Institute of Technology (Caltech) intenzivně pracovali na vytvoření počítačového modelu, a to na základě pozorování uskutečněných sondou Cassini, jež prováděla snímkování a radarový průzkum Titanu. Simulace pomůže astronomům vysvětlit zákonitosti počasí na Titanu a vzniku jezer kapalných uhlovodíků. Hlavní zvláštnost byla objevena v roce 2009, kdy Oded Aharonson, profesor planetologie na Caltechu se svými spolupracovníky potvrdil, že jezera na Titanu jsou seskupena v okolí jeho pólů – nejvíce jsou soustředěna v okolí severního pólu – přesto to není jediná zvláštnost. Oblasti v okolí rovníku byly podezřívány z toho, že jsou suché, avšak sonda Huygens zde odhalila oblasti s pravděpodobnými toky kapalné látky a o čtyři roky později astronomové pozorovali bouřkový systém přinášející vláhu. Následně bylo ohlášeno pozorování oblaků soustředěných kolem středních a vysokých šířek jižní polokoule v době, kdy na jižní polokouli Titanu začalo léto.

„Řadu let můžeme pozorovat Titan a nespatříme téměř nic zajímavého. To je špatná zpráva pro vědce, kteří se snaží porozumět meteorologickým cyklům na měsíci Titan, a to nejen s jakou frekvencí se opakují. Avšak s největší pravděpodobností nespatříme nic zajímavého, protože nikdo nesedí celou dobu u dalekohledu namířeného na Titan – když potřebujete nějaký jev studovat, je zataženo zrovna v okamžiku, když se něco zajímavého děje – a když pozorujete, tak se nic neděje,“ vysvětluje Mike Brown, California Institute of Technology (Caltech).

Vědci usilovně pracovali na vytváření počítačových modelů, které vysvětlují vznik těchto exotických podmínek. Avšak takové vysvětlení zahrnuje i východiska teorií, jako jsou třeba kryogenní vulkány, které vyvrhují plynný metan vytvářející oblaka. Nicméně počítačové modely jsou v první řadě pouze základem – naznačují podstatu atmosférické cirkulace. „Máme sjednocující vysvětlení pro četné množství pozorovaných jevů a vlastností,“ říká profesor Tapio Schneider. „A ta nevyžadují přítomnost kryovulkanismu (vodního vulkanismu) či něčeho neobvyklého.“

Proč se tyto nové výsledky odlišují od předcházejících? Podle Tapio Schneidera tyto nové počítačové simulace jsou schopny popsat zákonitosti vytváření oblačnosti, které odpovídají konkrétním pozorováním – hodící se i na vytváření jezer. „Metan má snahu shromažďovat se v jezerech v okolí pólů Titanu, protože intenzita slunečního záření je zde podstatně slabší,“ vysvětluje Tapio Schneider. „Energie běžně postačí k vypařování kapalného metanu na povrchu, avšak v oblastech pólů s nižší intenzitou slunečního záření je pro metan snadnější vytvářet pozorovaná jezera.“ Protože Titan obíhá kolem Saturnu po eliptické dráze, nachází se o kousek dále od Slunce v době, kdy na severní polokouli panuje léto delší dobu, prodlužuje se období dešťů a probíhá intenzivnější tvorba jezer.

A jak je to se vznikem bouří? Poblíž rovníku není Titan zrovna zajímavý – nebo snad ano? Podle dřívějších představ se astronomové domnívali, že se tyto oblasti podobají pouštím. Avšak když sonda Huygens objevila důkazy existence koryt různých řek, bylo zřejmé, že dřívější modely jsou chybné. Když Schaller, Brown, Schnaider a postgraduální student Henry Roe objevili v roce 2009 bouře v místě, o kterém se předpokládalo, že je vyprahlou oblastí, bylo to pro ně překvapením! Nikdo to tehdy nemohl předpokládat. Podle nových modelů se zde silný déšť stal docela pravděpodobným. „V oblastech kolem rovníku prší sice velice zřídka, avšak když prší, tak prší intenzivně.“ říká Tapio Schneider.

Tak co ještě nového a unikátního napověděly nové počítačové modely, pokud se týká počasí na Titanu? Existuje zde spojitost mezi metanem zaplněnými jezery – jejich rozložením na povrchu – s jeho hustou atmosférou. V souladu s dosavadními výzkumy to odpovídá pozorováním počasí na Titanu. Modely mohou pomoci předpovídat, co zde budeme pozorovat v nadcházejících letech. Sestavení zkušebních předpovědí je „ojedinělou a skvělou příležitostí pro ověření těchto poznatků,“ říká Tapio Schneider. „Během několika let budeme vědět, zda jsou správné či nikoliv.“

Zdroj: http://www.universetoday.com/92388/storms-and-lakes-on-titan-revealed-by-computer-modeling/

autor: František Martinek