Ученые обнаружили сезонные изменения на Титане

3 апреля 2018, 10:05

Астрономы изучили поведение тонкого слоя дымки в верхней части атмосферы Титана – спутника Сатурна. Они обнаружили, что в 2012 году он полностью исчез, а через 4 года появилась снова. По их мнению, такое явление свидетельствует о наличии сложных небесных циклов на небесном теле.

Об этом сообщает журнал Nature Astronomy.

После того, как космические аппараты миссии "Вояджер" прислали на Землю снимки Титана, ученые обнаружили, что поведение фотохимической дымки в атмосфере спутника подчиняется сезонным закономерностям. Астрономы заметили асимметрию в основном слое тумана, а также тонкий слой газа в мезосфере небесного тела (на высоте 300–350 км). Исследователи по-разному объясняли возникновение дымки в верхней части атмосферы Титана, например, восходящими потоками аэрозолей, однако для понимания процессов были необходимы дополнительные исследования.

Авторы новой работы изучили снимки, полученные узкоугольной камерой "Кассини" в период с 2012 по 2016 год. Наблюдения велись в разные дни, на разных высотах и под разными углами. Ученые составили профиль яркости и рассеивания аэрозоля в атмосфере Титана и проследили за тем, как он менялся со временем.

В 2009 году на снимках был отчетливо виден отделенный слой тонкой дымки в верхнем слое атмосферы, который начал уменьшаться, когда на спутнике Сатурна наступило равноденствие. С этого момента, он сократился примерно на 80 километров за 100 дней, после чего эта скорость уменьшилась. Через три года туман в мезосфере исчез и появился на высоте около 480 километров только через 6,5 лет после равноденствия на Титане, причем за достаточно короткий период времени – 2,5 месяца. Сейчас он опустился вниз на 80 километров и постепенно исчезает. Кроме того, в 2017 году появился новый слой дымки на высоте 510 километров.

Климатические модели показывают, что в течение основной части года в верхних слоях атмосферы Титана благодаря восходящим потокам скапливаются аэрозоли и макромолекулы, которые и формируют дымку. В период равноденствия симуляции моделируют обратные изменения сезонной атмосферной циркуляции, при которых прекращается вертикальное движение потоков. В результате частицы перестают удерживаться в мезосфере и падают вниз.

Исследователи заявляют, что их работа позволяет лучше понять процессы, происходящие в мезосфере Титана. Кроме того, дымка, скорее всего, заметна в тепловом диапазоне (инфракрасное излучение), благодаря чему астрономы смогут отслеживать сезонные циклы на небесном теле.

Кроме дымки, на Титане также присутствуют масштабные вихри, поведение которых также меняется со временем. Недавно ученые отметили неожиданно резкое уменьшение температуры вихря у южного полюса Титана, которое можно объяснить охлаждением атмосферы из-за инфракрасного излучения молекул следовых газов.