Seit die Cassini-Sonde 2004 bei Saturn ankam, hat sie einige verblüffende Dinge über das Mondsystem des Planeten enthüllt. Titan, der größte Saturnmond, war eine besondere Quelle der Faszination. Zwischen den Methanseen, der kohlenwasserstoffreichen Atmosphäre und dem Vorhandensein eines „Methankreislaufs“ (ähnlich dem „Wasserkreislauf“ der Erde) gibt es auf diesem kronischen Mond keinen Mangel an faszinierenden Ereignissen.
Als ob das nicht genug wäre, erfährt Titan auch saisonale Veränderungen. Gegenwärtig beginnt der Winter auf der südlichen Hemisphäre, die durch das Vorhandensein eines starken Wirbels in der oberen Atmosphäre über dem Südpol gekennzeichnet ist. Dies ist eine Umkehrung dessen, was die Cassini-Sonde erlebte, als sie vor über einem Jahrzehnt begann, den Mond zu beobachten, als ähnliche Dinge auf der Nordhalbkugel geschahen.
Diese Erkenntnisse wurden auf der 48. gemeinsamen Sitzung der Abteilung für Planetenwissenschaften der American Astronomical Society und dem 11. Europäischen Kongress für Planetenwissenschaften, die vom 16. bis 21. Oktober in Pasadena, Kalifornien, stattfand, geteilt. Als zweite gemeinsame Konferenz dieser Gremien ist das Ziel dieses Jahrestreffens die Stärkung der internationalen wissenschaftlichen Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Planetenforschung.
Im Verlauf des Treffens hat Dr. Athena Coustenis - die Forschungsdirektorin (1st Klasse) mit dem Nationalen Zentrum für wissenschaftliche Forschung (CNRS) in Frankreich - teilte die neuesten atmosphärischen Daten, die von Cassini abgerufen wurden. Wie sie sagte:
„Cassinis lange Mission und häufige Besuche bei Titan haben es uns ermöglicht, das Muster der saisonalen Veränderungen auf Titan zum ersten Mal bis ins kleinste Detail zu beobachten. Wir kamen mitten im Winter im Norden an und hatten nun die Möglichkeit, die atmosphärische Reaktion von Titan über zwei volle Jahreszeiten hinweg zu überwachen. Seit dem Äquinoktium, bei dem beide Hemisphären von der Sonne gleichermaßen erwärmt wurden, haben wir schnelle Veränderungen gesehen. “
Wissenschaftler sind sich seit einiger Zeit der saisonalen Veränderungen auf Titan bewusst. Dies ist gekennzeichnet durch warme Gase, die am Sommerpol aufsteigen, und kalte Gase, die sich am Winterpol absetzen, wobei Wärme durch die Atmosphäre von Pol zu Pol zirkuliert. Dieser Zyklus erfährt periodische Umkehrungen, wenn sich die Jahreszeiten von einer Hemisphäre zur anderen verschieben.
Im Jahr 2009 beobachtete Cassini unmittelbar nach dem Äquinoktium dieses Jahres eine groß angelegte Umkehrung. Dies führte zu einem Temperaturabfall von etwa 40 ° C um die südpolare Stratosphäre, während sich die nördliche Hemisphäre allmählich erwärmte. Innerhalb von Monaten nach dem Äquinoktium trat über dem Südpol ein Spurengaswirbel auf, der leuchtende Flecken aufwies, während ein ähnliches Merkmal vom Nordpol verschwand.
Eine solche Umkehrung ist bedeutsam, da Astronomen die Möglichkeit haben, die Atmosphäre des Titanen genauer zu untersuchen. Im Wesentlichen zeigt der südpolare Wirbel Konzentrationen von Spurengasen - wie komplexe Kohlenwasserstoffe, Methylacetylen und Benzol -, die sich in Abwesenheit von UV-Licht ansammeln. Mit dem Winter auf der südlichen Hemisphäre ist zu erwarten, dass sich diese Gase im Überfluss ansammeln.
Wie Coustenis erklärte, ist dies eine Gelegenheit für Planetenforscher, ihre Modelle auf die Titanatmosphäre zu testen:
„Wir hatten von Anfang an die Gelegenheit, den Beginn des Winters mitzuerleben, und nähern uns der Spitzenzeit für diese Gasproduktionsprozesse auf der südlichen Hemisphäre. Wir suchen jetzt nach neuen Molekülen in der Atmosphäre über der Südpolregion von Titan, die von unseren Computermodellen vorhergesagt wurden. Wenn wir diese Entdeckungen machen, können wir die Photochemie besser verstehen. “
Bisher konnten Wissenschaftler diese Gase nur in hohen nördlichen Breiten beobachten, die bis weit in den Sommer hinein andauerten. Es wurde erwartet, dass sie eine langsame photochemische Zerstörung erfahren, bei der sie durch Lichteinwirkung in Abhängigkeit von ihrer chemischen Zusammensetzung zerstört werden. In den letzten Monaten hat sich jedoch in einer Höhe zwischen 400 und 500 km auf der gesamten nördlichen Hemisphäre eine Zone mit abgereichertem molekularem Gas und Aerosolen entwickelt.
Dies deutet darauf hin, dass die Titanatmosphäre in großen Höhen eine komplexe Dynamik aufweist. Was dies sein könnte, ist noch nicht klar, aber diejenigen, die das Studium der Titanatmosphäre zu einer Priorität gemacht haben, sind gespannt darauf, es herauszufinden. Bis zum Ende der Cassini-Mission (die für September 2017 geplant ist) wird erwartet, dass die Sonde ein vollständiges Bild des Verhaltens der mittleren und oberen Atmosphäre von Titan liefert.
Bis zum Ende der Mission wird die Cassini-Raumsonde mehr als 100 gezielte Vorbeiflüge des Saturn durchgeführt haben. Auf diese Weise wurde deutlich, wie ein ganzes Jahr auf Titan mit saisonalen Schwankungen aussieht. Diese Informationen helfen uns nicht nur, die tieferen Geheimnisse eines der mysteriösesten Monde des Sonnensystems zu verstehen, sondern sollten auch nützlich sein, wenn wir eines Tages Astronauten (und vielleicht sogar Siedler) dorthin schicken!
