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Cassini-Huygens
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Stürme auf Titan beobachtet
17. Dezember 2004, Frank Erhardt. Mit Hilfe der adaptiven Optiken der Gemini Nord und Keck 2 Teleskope hat ein U.S. Team ein neues Phänomen in der Atmosphäre des Saturnmondes Titan entdeckt.

Alle Aufnahmen stammen vom Observatorium NIRI/Altair des Gemini Nord, bis auf die Aufnahmen von Dezember 2003 und September 2004, sie stammen von Keck II (Quelle: Gemini)
Im Gegensatz zu anderen Beobachtungen die Stürme am Südpol zeigen, enthüllen diese neuen Bilder atmosphärische Störungen in Titan´s gemäßigten, mittleren Breiten -- etwa auf halbem Weg zwischen Äquator und Polen. Diese unerwarteten Aktivitäten zu erklären hat sich als schwierig herausgestellt und das Team spekuliert, ob die Stürme durch kurzfristige Ereignisse auf der Oberfläche bis hin zu Verschiebungen der globalen Windmuster ausgelöst werden könnten.

“Wir hatten Glück, dass wir diese Wolken in den mittleren Breiten eingefangen haben, als sie Anfang des Jahres 2004 zum ersten Mal auftauchten," sagt Teamleiter Henry Roe vom California Institute of Technology. "Wir sind bisher noch nicht sicher, wodurch sie ausgelöst wurden. Weitere Beobachtungen über die nächsten paar Jahre, werden uns zeigen, ob diese Wolken durch saisonale Änderungen der Wettermuster oder oberflächenbezogene Ereignisse entstanden sind."

Die Auslöser dieser Stürme beinhalten vielleicht Aktivitäten, die die Atmosphäre von der Oberfläche aus stören. Es ist möglich, dass Geysire aus Methan-"Schlick"  von unten aufsteigen, oder dass ein warmer Fleck auf Titan´s Oberfläche die Atmosphäre erhitzt. Cryo-Vulkanismus — vulkanische Aktivität die einen eisigen Mix aus Chemikalien hervorbringt -- wurde ebenfalls als ein Mechanismus vorgeschlagen, der diese Störungen verursachen würde. Es ist ebenfalls möglich, dass die Stürme durch saisonale Verschiebungen der globalen Winde, die in der oberen Atmosphäre zirkulieren, hervorgerufen wurden. Hinweise darauf, was auf dieser kalten Welt passiert, erhält man vielleicht, wenn die Huygens Sonde Mitte Januar 2005 in die Atmosphäre von Titan eintaucht.

Die Beobachtungen resultierten aus einem guten Timing und der Verfügbarkeit der Teleskope. Nach Aussage vom Wissenschaftler Chad Trujillo können die Wettermuster auf Titan für Monate stabil sein, wobei nur gelegentlich ungewöhnliche Aktivitäten, wie die kürzlich entdeckten atmosphärischen Eigenschaften, ausbrechen. Die Chancen solch ein Ereignis einzufangen, hängen stark vom Vorhandensein eines flexiblen Terminplans ab, wie er am Gemini Observatorium benutzt wird. "Diese flexible Terminplanung ist absolut kritisch für meteorologische Untersuchungen von Titan," sagt er. "Stellen Sie sich vor wie schwer es wäre die meteorologischen Phänomene der Erde zu verstehen, wenn man nur ein paar Wetterberichte pro Jahr sehen könnte."

Genau wie die Erde ist Titan von einer dicken Atmosphäre umgeben, die hauptsächlich aus Stickstoff besteht. Die Bedingungen auf der Erde erlauben es, dass Wasser flüssig, fest und gasförmig vorkommt, abhängig von lokalem Druck und Temperatur. Die Übergänge des Wassers von einer Phase zur anderen spielen eine große Rolle bei der Bildung des Wetters in unserer Atmosphäre.  Titan's Atmosphäre ist so kalt, dass alles Wasser gefroren und fest ist. Die Bedingungen erlauben es jedoch, dass Methan flüssig, fest oder gasförmig vorkommen kann. Dies ruft einen Methan-basierten, meteorologischen Zyklus auf Titan hervor, analog zum Wasser-basierten Wetterzyklus auf der Erde.

Genau wie auf der Erde kann Erwärmung durch die Sonne die atmosphärische Aktivität auf Titan antreiben, und dies könnte der Mechanismus hinter den kürzlich beobachteten Wolken am Südpol sein. Die neuen Wolken in den mittleren Breiten können jedoch nicht durch diesen Prozess erklärt werden. Wenn eine saisonale Verschiebung der Zirkulation diese neu entdeckten Eigenschaften hervorgerufen hat, müssten (nach einer Theorie des Teams von Wissenschaftlern) sie sich innerhalb der nächsten paar Jahre, wenn Titan´s Jahr von südlichen Sommer in den Herbst übergeht, nach Norden bewegen. Wenn dies durch geologische Veränderungen ausgelöst wurde, wie Methan-Geysire oder einem geologisch "heißen" Punkt auf der Oberfläche, sollte sich die Eigenschaft nicht von der beobachteten Breite fortbewegen, während die Oberflächenaktivität Änderungen der atmosphärischen Konvektion und Methan-Wolken Entstehung anregt. Weitere Bildung von Stürmen wird durch zukünftige Beobachtungen einfach zu unterscheiden sein.

“Mit Hilfe von adaptiven Optiken können wir heute Dinge sehen, die noch vor ein paar Jahren für uns unsichtbar waren," sagt der Wissenschaftler Antonin Bouchez. “Diese Beobachtungen zeigen, dass erdbasierte Teleskope eine perfekte Ergänzung für Weltraummissionen wie Cassini sind."
Quelle: Gemini News Release zur Startseite...
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