เครดิตภาพ: Keck
เนื่องจากยานอวกาศ Cassini-Huygens เข้าใกล้การเผชิญหน้ากับดาวเสาร์และดวงจันทร์ไททันในเดือนกรกฎาคมทีมมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเบิร์กลีย์นักดาราศาสตร์ได้สร้างภาพที่มีรายละเอียดเกี่ยวกับการปกคลุมของเมฆบนดวงจันทร์และสิ่งที่โพรบ Huygens มองผ่าน ของไททันลงสู่พื้นดิน
นักดาราศาสตร์ Imke de Pater และเพื่อนร่วมงาน UC Berkeley ของเธอใช้ทัศนวิสัยแบบปรับตัวบนกล้องโทรทรรศน์ Keck ในฮาวายเพื่อถ่ายภาพหมอกควันไฮโดรคาร์บอนที่ล้อมรอบดวงจันทร์และถ่ายภาพสแนปชอตที่ระดับความสูงต่างๆ พวกเขารวมรูปภาพเป็นภาพยนตร์ที่แสดงให้เห็นสิ่งที่ Huygens จะพบเมื่อมันลงสู่พื้นผิวในเดือนมกราคม 2548 หกเดือนหลังจากยานอวกาศ Cassini เข้าสู่วงโคจรรอบดาวเสาร์
“ ก่อนหน้านี้เราสามารถเห็นองค์ประกอบของหมอกควันแต่ละดวง แต่ไม่ทราบว่าอยู่ในบรรยากาศของสตราโตสเฟียร์หรือโทรโพสเฟียร์ นี่เป็นภาพที่มีรายละเอียดครั้งแรกของการกระจายของหมอกควันด้วยระดับความสูง” Mate Adamkovics นักเคมีในบรรยากาศกล่าวว่านักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของวิทยาลัยเคมี UC Berkeley กล่าว “ มันเป็นความแตกต่างระหว่าง X-ray ของบรรยากาศและ MRI”
“ สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าสามารถทำอะไรได้บ้างกับเครื่องมือใหม่ในกล้องโทรทรรศน์เคก” เดอพาเทตกล่าวเพิ่มใกล้กับสเปกโตรมิเตอร์อินฟราเรดใกล้ (NIRSPEC) ที่ติดตั้งด้วยระบบออปติกแบบปรับตัว “ นี่เป็นครั้งแรกที่ภาพยนตร์ถูกสร้างขึ้นซึ่งสามารถช่วยให้เราเข้าใจอุตุนิยมวิทยาในไททัน”
Adamkovics และ de Pater ทราบมากกว่าแม้หลังจากที่ Cassini มาถึงดาวเสาร์ในปีนี้การสำรวจภาคพื้นดินสามารถให้ข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของบรรยากาศของไททันกับเวลาและวิธีการไหลเวียนของคู่รักกับเคมีในบรรยากาศเพื่อสร้างละอองลอยในชั้นบรรยากาศของไททัน ในปีหน้านี้จะง่ายยิ่งขึ้นเมื่อ OSIRIS (การปราบปราม Spectraraph ของ Infra-Red Imaging Spectroscraph) ของ OSIRIS เข้ามาออนไลน์ที่กล้องโทรทรรศน์ Keck เดอพาเทอร์กล่าว OSIRIS เป็นสเปคโตรกราฟแบบอินทิกรัลใกล้อินฟราเรดที่ออกแบบมาสำหรับระบบทัศนศาสตร์แบบปรับตัวของ Keck ที่สามารถทดลองแพทช์สี่เหลี่ยมขนาดเล็กของท้องฟ้าได้ซึ่งแตกต่างจาก NIRSPEC ซึ่งจะต้องตรวจสอบรอยแยกและต้องสแกนท้องฟ้า
De Pater จะนำเสนอผลงานและภาพยนตร์ในวันพฤหัสบดีที่ 15 เมษายนในการประชุมนานาชาติที่ประเทศเนเธอร์แลนด์เนื่องในโอกาสวันเกิดครบรอบ 375 ปีของ Christiaan Huygens นักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์ Huygens เป็น "ผู้อำนวยการด้านวิทยาศาสตร์" คนแรกของAcadémie Fran? aise และผู้ค้นพบไททันดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์ในปี 1655 การประชุมสี่วันซึ่งเริ่มเมื่อวันที่ 13 เมษายนเกิดขึ้นที่ศูนย์อวกาศและเทคโนโลยีแห่งยุโรป ใน Noordwijk
ภารกิจ Cassini-Huygens เป็นความร่วมมือระหว่างประเทศระหว่างหน่วยงานอวกาศสามแห่ง ได้แก่ วิชาการการบินและอวกาศแห่งชาติองค์การอวกาศยุโรปและองค์การอวกาศอิตาลี - มีส่วนร่วมจาก 17 ประเทศ มันเปิดตัวจากศูนย์อวกาศเคนเนดีเมื่อวันที่ 15 ตุลาคม 1997 ยานอวกาศจะมาถึงดาวเสาร์ในเดือนกรกฎาคมโดยยานอวกาศ Cassini คาดว่าจะส่งข้อมูลกลับไปยังดาวเคราะห์และดวงจันทร์เป็นเวลาอย่างน้อยสี่ปี ยานอวกาศจะถ่ายทอดข้อมูลจากโพรบ Huygens เมื่อมันพุ่งผ่านชั้นบรรยากาศของไททันและหลังจากนั้นจะตกลงสู่พื้นผิวในปีหน้า
สิ่งที่ทำให้ไททันน่าสนใจมากก็คือมันดูคล้ายกับโลกอายุน้อยเมื่ออายุน่าจะเกิดขึ้นและก่อนที่ออกซิเจนจะเปลี่ยนเคมีของโลกเรา บรรยากาศของทั้งไททันและโลกยุคแรกนั้นถูกครอบงำด้วยไนโตรเจนในปริมาณที่เท่ากัน
บรรยากาศของไททันมีก๊าซมีเธนจำนวนมากซึ่งถูกเปลี่ยนแปลงทางเคมีโดยแสงอุลตร้าไวโอเลตในบรรยากาศชั้นบนหรือสตราโตสเฟียร์เพื่อก่อให้เกิดไฮโดรคาร์บอนสายโซ่ยาวซึ่งควบแน่นเป็นอนุภาคที่ทำให้เกิดหมอกควันหนาแน่น ไฮโดรคาร์บอนเหล่านี้ซึ่งอาจเป็นเหมือนน้ำมันหรือน้ำมันเบนซินในที่สุดก็ตกลงสู่พื้นผิว การสังเกตด้วยเรดาร์ระบุว่าพื้นที่ราบบนพื้นผิวดวงจันทร์ซึ่งอาจเป็นแอ่งน้ำหรือทะเลสาบโพรเพนหรือบิวเทน Adamkovics กล่าว
นักดาราศาสตร์สามารถเจาะหมอกควันของไฮโดรคาร์บอนเพื่อมองพื้นผิวโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินที่มีเลนส์ปรับได้หรือจุดรบกวนแบบอินเตอร์เฟอโรเมทและกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล มีเทนไม่ดูดซับ
การถ่ายภาพหมอกควันนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายเพราะคนส่วนใหญ่ต้องสังเกตที่ความยาวคลื่นที่แตกต่างกันเพื่อดูที่ระดับความสูงเฉพาะ
“ จนถึงตอนนี้สิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับการกระจายของหมอกควันมาจากกลุ่มแยกโดยใช้เทคนิคที่แตกต่างกันตัวกรองที่แตกต่างกัน” Adamkovics กล่าว “ เราได้ทุกอย่างในครั้งเดียว: การกระจายหมอกควันสามมิติบนไททันเท่าไหร่ในแต่ละสถานที่บนโลกและสูงแค่ไหนในชั้นบรรยากาศในการสำรวจครั้งเดียว”
เครื่องมือ NIRSPEC บนกล้องโทรทรรศน์ Keck ทำการวัดความเข้มของคลื่นที่มีความยาวคลื่นใกล้อินฟราเรดในคราวเดียวขณะที่มันสแกนประมาณ 10 ชิ้นตามพื้นผิวของไททัน เทคนิคนี้ช่วยให้สามารถสร้างหมอกควันและระดับความสูงได้เนื่องจากความยาวคลื่นเฉพาะต้องมาจากระดับความสูงที่เฉพาะเจาะจงหรือไม่สามารถมองเห็นได้เนื่องจากการดูดซึม
ภาพยนตร์ Adamkovics และ de Pater รวบรวมกันแสดงให้เห็นถึงการกระจายของหมอกควันคล้ายกับสิ่งที่เคยสังเกตมาก่อน แต่ก็มีความสมบูรณ์มากขึ้น ตัวอย่างเช่นหมอกควันในชั้นบรรยากาศเหนือขั้วโลกใต้เห็นได้ชัดมากที่ระดับความสูงระหว่าง 30 และ 50 กิโลเมตร หมอกควันนี้เป็นที่รู้จักกันในรูปแบบตามฤดูกาลและกระจายในช่วง "ปี" ไททันซึ่งเป็นประมาณ 29 1/2 ปีโลก
หมอกควันชั้นสตราโทสเฟียร์ที่ประมาณ 150 กิโลเมตรสามารถมองเห็นได้ในพื้นที่ขนาดใหญ่ในซีกโลกเหนือ แต่ไม่ใช่ซีกโลกใต้
ที่เขตร้อนของโลกซีกโลกใต้เขตแดนระหว่างชั้นล่างและชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์อยู่ที่ระดับความสูงประมาณ 42 กิโลเมตรหมอกควันจะมองเห็นได้คล้ายกับหมอกควันในโลก
การสังเกตเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 19, 20 และ 22 กุมภาพันธ์ 2544 โดย de Pater และเพื่อนร่วมงาน Henry G. Roe จากสถาบันเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนียและวิเคราะห์โดย Adamkovics โดยใช้แบบจำลองที่ทำโดย Caitlin A. Griffith แห่งมหาวิทยาลัยแอริโซนาด้วย ผู้เขียนร่วม SG Gibbard จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Lawrence Livermore
งานนี้ได้รับการสนับสนุนบางส่วนโดยมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติและศูนย์เทคโนโลยีเพื่อการปรับเลนส์
แหล่งต้นฉบับ: UC Berkeley News Release
