Данные космического аппарата «Кассини» увязали сезонный сдвиг количества солнечного света с полным изменением (причём на неожиданных высотах) циркуляции атмосферы спутника Сатурна Титана: на южном полюсе на смену недавнему апвеллингу пришло опускание воздушных масс. Таким образом ключом к циркуляции атмосферы Титана оказался именно солнечный свет, подчёркивает ведущий автор исследования Ник Тинби из Бристольского университета (Великобритания).

Вихрь над южном полюсом Титана (изображение НАСА).

Специалистов, кстати, подивила скорость, с какой произошли эти изменения, особенно учитывая тот факт, что год на Титане длится тридцать земных и смена сезонов там идёт очень медленно по нашим меркам.

В Солнечной системе помимо Земли только Венера, Марс и Титан обладают и твёрдой поверхностью, и значительным объёмом атмосферы. «Атмосфера Титана помогает нам понять нашу собственную сложную обстановку, — поясняет заместитель руководителя проекта «Кассини» Скотт Эджингтон из Лаборатории реактивного движения НАСА. — Сложности и здесь, и там возникают в результате взаимодействия атмосферной циркуляции и химии».

Из-за орбитальной геометрии зимнее полушарие Титана, как правило, смотрит в сторону, обратную Земле. Лишь благодаря «Кассини», прибывшему в систему Сатурна в 2004 году, мы смогли взглянуть на Титан под необычным углом и проследить сезонные изменения. Модели способны предсказать, что произойдёт на спутнике в течение ближайших двадцати лет, но непосредственные наблюдения ничем не заменишь.

Кое-какие приборы «Кассини» недавно получили изображения формирующейся дымки и вихря над южным полюсом Титана, но данные композитного ИК-спектрометра, чувствительного к гораздо большей высоте, предоставили более качественную информацию и более непосредственно отследили изменения атмосферной температуры и распределения газов (бензола, цианистого водорода и др.), а также выявили изменения в трудных для наблюдения вертикальных ветрах и глобальной циркуляции.

Кроме того, «Кассини» обнаружил сложное химическое производство в атмосфере на высоте до 600 км над поверхностью и показал, что циркуляция атмосферы происходит примерно на 100 км выше, чем считалось. Сжатие тонущего воздуха вызвало формирование «горячей точки», парящей высоко над южным полюсом, — первый признак крупных перемен в будущем. Учёные также смогли увидеть очень быстрые изменения в атмосфере и определить сдвиг циркуляции в течение шести месяцев до и после августовского равноденствия 2009 года, когда Солнце светило прямо на экватор Титана. Изменение циркуляции означает, что в течение двух лет до и после равноденствия некоторые газы увеличились в объёме в 100 раз — ничего подобного на Титане ещё не наблюдалось.

Данные говорят также о том, что отдельный слой тумана (впервые обнаруженный «Вояджером») не такой уж отдельный, ибо сложная химия и вертикальное атмосферное движение происходят над ним. Этот слой в действительности может оказаться областью, в которой мелкие частицы дымки объединяются в более крупные, но прозрачные и в конечном счёте опускаются всё глубже, придавая Титану характерный оранжевый оттенок.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Подготовлено по материалам Лаборатории реактивного движения НАСА.