Титан — единственная луна в Солнечной системе со значительной атмосферой, которая давно привлекает внимание ученых-планетологов. Теперь, после 13 лет наблюдений миссии «Кассини», исследователи проследили, как атмосфера Титана покачивается и смещается с течением времени. Работа опубликована в журнале The Planetary Science Journal.
Атмосфера спутника Сатурна Титана колеблется и покачивается, как юла
Астрономы Бристольского университета проанализировали данные миссии «Кассини-Гюйгенс» и показали, что густая, туманная атмосфера луны Сатурна не вращается вместе с ее поверхностью, а колеблется и покачивается, как юла, в зависимости от времени года.
Изображение Титана, сделанное в 2004 году космическим аппаратом «Кассини». Фиолетовая дымка показывает плотную атмосферу, окутывающую золотистое тело спутника Сатурна. NASA/JPL/Space Science Institute
Миссия Dragonfly должна прибыть на Титан в 2030-е годы. Это будет первая миссия главное «действующее лицо» которой не ровер, который еле-еле ползет по поверхности, а вертолет, летящий с высокой скоростью. И этот вертолет столкнется со многими вызовами и проблемами, в первую очередь, с ветрами. Поэтому так важно как можно подробнее исследовать атмосферу Титана. К сожалению, многое останется непонятным, пока Dragonfly не начнет свою работу.
«Ось вращения атмосферы Титана выглядит очень странно», — говорит Люси Райт, ведущий автор работы. — «Похоже, что атмосфера Титана действует как гироскоп, стабилизируя себя в пространстве. Мы думаем, что какое-то событие в прошлом могло сбить атмосферу с оси вращения, что и привело к ее колебаниям. Что еще более интригующе, мы обнаружили, что размер этого наклона меняется в зависимости от времени года на Титане».
Колебания атмосферы Титана. Атмосфера наклонена относительно твердого тела Титана, и этот наклон варьируется по величине и направлению.
Команда изучила температурное поле атмосферы Титана и обнаружила, что его ось не сосредоточена точно на полюсе, как ожидалось. Вместо этого она смещается со временем, в соответствии с длинным сезонным циклом Титана — каждый год на Титане длится почти 30 земных лет.
Миссия Dragonfly
Это открытие повлияет на предстоящую миссию NASA Dragonfly — беспилотного винтокрылого аппарата, который должен прибыть на Титан в 2030-х годах. Когда Dragonfly будет спускаться через атмосферу, его будут нести быстро меняющиеся ветры Титана, а, как теперь стало понятно, скорость этих ветров примерно в 20 раз быстрее, чем вращение поверхности.
Концепция художника: Вертолет NASA для миссии Dragonfly.
Понимание того, как колеблется атмосфера в зависимости от времени года, очень важно для расчета траектории посадки Dragonfly. Наклон атмосферы влияет на то, как полезная нагрузка будет перемещаться по воздуху. Это исследование поможет инженерам лучше предсказать и подготовить посадку аппарата.
Доктор Конор Никсон, планетолог из NASA и соавтор исследования, добавил: «Наша работа показывает, что в архиве "Кассини" еще есть замечательные открытия. Этот прибор, частично построенный в Великобритании, совершил путешествие по Солнечной системе и продолжает приносить нам ценные научные результаты. Тот факт, что атмосфера Титана ведет себя как качающаяся юла, оторванная от его поверхности, поднимает поднимает вопросы не только для Титана, но и для понимания физики атмосферы на Земле».
Результаты работы команды вносят вклад в растущее число исследований, свидетельствующих о том, что Титан совсем не похож на Землю, и является инопланетным миром со своими собственными климатическими системами и множеством секретов.