Na Titanu byly pozorovány rozsáhlé písečné bouře

Data z kosmické sondy NASA s názvem Cassini vedla k odhalení obrovských prachových bouří v rovníkových oblastech Saturnova měsíce Titan. Objev publikovaný 24. 9. 2018 v časopise Nature Geoscience řadí Titan jako třetí objekt mezi tělesa ve Sluneční soustavě – kromě Země a Marsu – na nichž byly písečné či prachové bouře pozorovány. Tato pozorování pomáhají astronomům lépe porozumět fascinujícímu a dynamickému prostředí největšího měsíce Saturnu.

Titan je velmi aktivní měsíc,“ říká Sebastien Rodriguez, astronom na Université Paris Diderot, Francie a hlavní autor článku. „Již toho víme mnoho o jeho geologickém a exotickém uhlovodíkovém cyklu. Nyní můžeme doplnit další analogii se Zemí a Marsem: aktivní prachový cyklus, ve kterém organické prachové částice mohou být zvířeny v oblasti velkých dunových polí v okolí rovníku měsíce Titan.“

Titan je úchvatným tělesem – v mnoha ohledech je docela podobný Zemi. Ve skutečnosti je jediným měsícem ve Sluneční soustavě s velmi hustou atmosférou a jediným vesmírným tělesem kromě Země, na jehož povrchu se – jak bylo bezpečně prokázáno – stabilně vyskytuje kapalina.

TIP:   Co na obloze oko nevidí? Třeba hvězdokupy v centru Galaxie

Nicméně, je zde jeden velký rozdíl: řeky, jezera, moře a oceány na Zemi jsou zaplněny vodou, zatímco na Titanu se vyskytuje kapalný etan a metan, jehož toky naplňují místní rezervoáry. V tomto unikátním cyklu se molekuly přítomných uhlovodíků vypařují, kondenzují do oblaků a v podobě deště dopadají zpět na povrch.

Počasí na Titanu se rovněž mění během sezón (místních ročních období) stejně, jak se to děje na Zemi. Zejména v období kolem rovnodenností – v době, kdy Slunce zdánlivě přechází přes rovník Titanu – se může v tropických oblastech vytvářet rozsáhlá oblačnost a způsobovat mohutné metanové bouře. Sonda Cassini takové bouře pozorovala v průběhu několika průletů kolem Titanu.

Když Sebastien Rodriguez se svými spolupracovníky poprvé zaregistroval tři neobvyklá zjasnění v blízkosti rovníku na snímcích pořízených sondou Cassini v oboru infračerveného záření v roce 2009, v období rovnodennosti, domnívali se, že se může jednat o stejný typ metanových oblaků; avšak další zkoumání vedlo k odhalení určitých zásadních odlišností.

Na základě toho, co dnes víme o vzniku oblačnosti na Titanu, můžeme říci, že to, aby se taková metanová oblaka v této oblasti a v tomto období roku vyskytla, je fyzikálně nemožné,“ vysvětluje Sebastien Rodriguez. „Konvektivní metanová oblaka se sice mohou objevit i v této oblasti v průběhu tohoto období, avšak obsahovala by velké kapky metanu a musela by dosahovat velmi vysokých výšek – přes 10 km – tak nám to alespoň říkají počítačové modely nových útvarů, které se zde nacházejí.“

Astronomové byli rovněž schopni vyloučit, že se by tyto útvary nacházely na povrchu Titanu v podobě zmrzlého metanového deště nebo ledové lávy (tzv. kryovulkanismus). Takové povrchové útvary by měly odlišné chemické znaky a zůstaly by viditelné mnohem déle než jasné útvary popisované v této studii, které byly pozorovatelné pouze v rozmezí od 11 hodin do 5 týdnů.

Kromě toho počítačové simulace ukazují, že útvary musí být atmosférické povahy, avšak musí se nacházet blízko povrchu – nejspíše tvoří velmi tenkou vrstvu drobných pevných částic organického původu. Protože se nacházely zrovna nad rozsáhlou oblastí dun v okolí rovníku měsíce Titan, jediným možným vysvětlením bylo, že se jednalo ve skutečnosti o oblaka prachu zvířeného z povrchu měsíce v místě výskytu písečných dun.

Organický prach vzniká v případě, kdy organické molekuly vytvářené při interakci slunečního záření s metanem se nabalují do větších rozměrů a padají na povrch. Sebastien Rodriguez říká, že zatímco toto je vůbec první pozorování prachové bouře na Titanu, samotný jejich objev není až tak překvapující.

Domnívali jsme se, že modul Huygens, který přistál na povrchu Titanu v lednu 2005, zvířil malé množství organického prachu během příletu v důsledku silného aerodynamického působení,“ dodává Sebastien Rodriguez. „Avšak to, co zaregistrovala sonda Cassini, má mnohonásobně větší rozměry. Rychlost větru v blízkosti povrchu nutná pro zvíření takového množství prachu, jaké je pozorováno u této prachové bouře, musí být velmi výrazná – přibližně 5× vyšší, než je průměrná rychlost větru odhadnutá podle měření sondy Huygens v blízkosti povrchu v místě dopadu a v souladu s klimatickými modely.“

Existence takto silných větrů generujících mohutné prachové bouře naznačuje, že na povrchu ležící písek může být uveden do pohybu a že rozsáhlé duny pokrývající rovníkové oblasti Titanu jsou stále aktivní a průběžně se mění.

Vanoucí větry mohou transportovat prach zvířený z povrchu dun na velké vzdálenosti, přispívat tak ke globálnímu cyklu organického prachu na Titanu a vytvářet podobné efekty, jaké můžeme pozorovat na Zemi a na Marsu.

K těmto závěrům vědci dospěli na základě pozorování pomocí přístroje Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) na palubě sondy Cassini. Mise Cassini-Huygens byla realizována ve spolupráci NASA, ESA (European Space Agency) a Italian Space Agency (ISA). NASA’s Jet Propulsion Laboratory, division of Caltech in Pasadena, Kalifornie, zabezpečovala projekt pro NASA’s Science Mission Directorate in Washington. Sonda ukončila svoji existenci 15. 9. 2017 zánikem v hustém ovzduší planety Saturn.

Zdroj: Hvězdárna Valašské Meziříčí, (nasa.gov, esa.int), autor: FRANTIŠEK MARTÍNEK, foto: NASA/ESA/IPGP/Labex UnivEarthS/University Paris Diderot, NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/University Paris Diderot/IPGP/S. Rodriguez et al. 2018. Doporučený odkaz: Observational evidence for active dust storms on Titan at equinox