Хотите получать важные новости науки?
Подписаться
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
16 мая
Любовь Соковикова
3
3 042

В атмосфере Титана зафиксировали глубокую влажную конвекцию

4.7

Крупнейшая луна Сатурна — Титан — единственный спутник Солнечной системы с плотной атмосферой. Сезонные изменения в ней ученые наблюдали с помощью миссии «Кассини — Гюйгенс», завершившейся в 2017 году. Теперь, благодаря орбитальному телескопу «Джеймс Уэбб» и Обсерватории Кека, астрономы не только зафиксировали образование метановых облаков в северном полушарии Титана, но и проследили их движение.

Изображения Титана, полученные при помощи космического телескопа «Джеймс Уэбб» 11 июля 2023 года (верхний ряд) и наземной Обсерватории Кека 14 июля 2023 года (нижний ряд). Облака метана обозначены белыми стрелками и появляются на разных высотах в северном полушарии луны Сатурна. / © NASA, ESA, CSA, STScI, W. M. Keck Observatory.

Метан на спутнике газового гиганта ведет себя подобно воде на Земле: испаряется, конденсируется и формирует осадки. Облака при этом образуются в тропосфере — нижнем слое атмосферы. Метановые облака наблюдались в течение южного лета на Титане с начала 2000-х годов наряду с сезонными дождями и так называемыми облачными вспышками — кратковременными и яркими проявлениями облачности, зафиксированными в инфракрасном диапазоне.

Эти процессы ученые связали с сезонной циркуляцией атмосферы, при которой летом в южном полушарии усиливается восходящий поток теплого и влажного воздуха, способствуя образованию облаков. С течением времени метановые облака начали появляться и в северном полушарии Титана, однако до сих пор астрономы располагали лишь ограниченными данными об их активности в этом регионе.

Теперь, проанализировав данные наблюдений, проведенных с помощью «Уэбба» и Обсерватории Кека в 2022 и 2023 годах, исследовательская группа под руководством Конора Никсона (Conor A. Nixon) из Центра космических полетов имени Годдарда (США) проследила эволюцию облачности в северном полушарии Титана в поздний летний сезон.

Облака наблюдались в северных широтах (50-70°) в течение недели в ноябре 2022 года и июле 2023 года, а изменение высоты варьировалось в диапазоне от 10 до 27 километров. Результаты новой научной работы опубликованы в журнале Nature Astronomy

С помощью спектрометра MIRI, установленного на борту телескопа «Джеймс Уэбб», удалось впервые зафиксировать следы метильного радикала (CH₃) — ключевого продукта фотолиза метана, участвующего в формировании более сложных органических молекул, включая этан. Ранее его сигнатуру в ионосфере «маскировали» другие ионы. Ближний инфракрасный спектрометр NIRSpec (тоже установлен на борту «Уэбба») помог обнаружить монооксид углерода (CO) и диоксид углерода (CO₂).

Анализ спектров показал, что CO равномерно распределен по всей атмосфере луны Сатурна — от нижней стратосферы (50 километров) до нижней термосферы (приблизительно 700 километров), что согласуется с моделью его фотохимического происхождения. При этом диоксид углерода наблюдался вне локального термодинамического равновесия, что может свидетельствовать о наличии активных процессов его образования в верхней атмосфере Титана.

Отдельно ученые зарегистрировали признаки глубокой влажной конвекции — процесса, аналогичного земным грозам, при котором насыщенный метаном воздух поднимается в атмосферу Титана, охлаждается и образует метановые облака. 

Формирование более сложных органических молекул в атмосфере Титана. На верхнем левом изображении показаны основные компоненты атмосферы — метан (CH₄) и азот (N₂). На верхнем правом — процесс фотолиза: под воздействием фотонов или высокоэнергетических частиц молекулы метана распадаются, образуя метильные радикалы (CH₃) и атомы водорода (H). В нижнем левом фрагменте два радикала CH₃ соединяются, формируя этан (C₂H₆). На нижнем правом изображении этан показан в виде жидкости, которая накапливается на поверхности Титана и образует озера, реки и моря. / © NASA, ESA, CSA, Elizabeth Wheatley (STScI)

Полученные данные существенно дополняют картину сезонной циркуляции атмосферы, демонстрируя потенциал телескопов нового поколения в изучении климатических процессов на далеких ледяных мирах.

Активность облаков в северном полушарии луны, по прогнозам, будет снижаться к осени 2025 года, с последующим переносом в южное полушарие — в точности как и происходило в прошлом. Дальнейшие наблюдения с помощью «Уэбба» и Обсерватории Кека (особенно по мере приближения осеннего равноденствия на Титане) позволят узнать еще больше подробностей об атмосфере самого загадочного спутника Сатурна.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Автор освещает темы из разных областей науки, включая астрономию, палеонтологию и генетику. Пишет о научных открытиях, природных явлениях и эволюционных процессах.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 10:34
Игорь Байдов

Паукообразные существа, обитающие на дне океана, куда практически не проникает солнечный свет, выработали уникальную стратегию выживания. Вместо охоты или поиска падали они научились сотрудничать с бактериями, которые обеспечивают морских пауков необходимой для жизни энергией. Ничего ранее у морских членистоногих ученые не наблюдали.

Вчера, 13:37
ФизТех

Исследователи из МФТИ и ИО РАН изучили, как распространяется плюм реки Лены — огромный по площади слой опресненной воды в Восточной Арктике. Оказалось, что из-за быстрого таяния льдов и усиления ветра поверхностное опреснение значительно увеличилось. В последние годы плюм доходит до акваторий, ранее не подверженных влиянию речного стока. На севере опреснение регистрируется всего в 1300 километрах от полюса. На востоке оно стало достигать Чукотского моря, что может негативно повлиять на его высокую биологическую продуктивность.

Вчера, 10:50
ТюмГУ

Ученые ТюмГУ и Тюменского научного центра СО РАН реконструировали природное окружение и сельскохозяйственную деятельность средневековых обитателей Усть-Терсюкского городища. Анализ обнаруженных образцов показал угольные остатки раннего (бакальского) периода — деревья: лиственницу, березу и сосну.

20 июня
Александр Березин

Выбросы углекислого газа, которые возникнут при сжигании доказанных запасов ископаемого топлива всего 200 компаний, будут настолько велики, что для их компенсации нужны новые леса в десятки миллионов квадратных километров. По крайней мере, так считают авторы новой научной работы. Однако исследование их предшественников ставит эти выводы под серьезное сомнение.

17 июня
Адель Романенкова

Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.

Вчера, 11:25
Александр Березин

Нарастающий в последние десятки лет пластиковый кризис многие годы пытались решить наращиванием вторичной переработки пластика. Ученые выяснили, что такие переработанные полимеры негативно повлияли на развитие подопытных животных.

17 июня
Адель Романенкова

Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.

5 июня
Александр Березин

Вид антилоп, с ледникового периода привыкший к массовым миграциям, пытается вернуться в свой исторический ареал, когда-то достигавший Днепра. Однако их нетипичные для травоядных привычки вызывают сильнейшее отторжение у сельских жителей, предлагающих массово уничтожать их с воздуха. С экологической точки зрения возвращение этих животных весьма желательно, но как примирить их с фермерами — неясно.

19 июня
ЮФУ

В ЮФУ придумали новый остроумный способ тестировать ИИ на способность работать в реальных ситуациях использования русского языка. Исследователи искусственного интеллекта из МИИ ИМ ЮФУ предлагают использовать интеллектуальные языковые игры, как пример — заставлять ИИ отвечать на вопросы из архива телевикторины «Что? Где? Когда?» и «Своей игры». Инициативу прокомментировал опытный игрок.

[miniorange_social_login]

Комментарии

3 Комментария
1 2
1 2
4 недели назад
-
0
+
А, ещё кое-что: у Титана одна конвективная ячейка в атмосфере. У Земли 6, у Марса то ли 4 то ли 3 (не помню), а у Титана одна. Но на самом деле их две, но одна большая (охватывает почти всю атмосферу), а вторая хилая и маленька, располагается локально над полюсом. Так вот во время равноденствия ячейки начинают меняться местами. Маленькая полярная растёт, а большая планетарная усыхает. И где-то посередине процесса они сравниваются и в этот момент у Титана две конвективные ячейки, а граница между ними проходит по экватору. В это время над экваториальной областью образуются тучи, идёт дождь, штормит и заливает потопами. Но процесс очень быстрый (дни-недели)
1 2
1 2
4 недели назад
-
0
+
Вау! Мне вот интересно, а какую именно концентрацию CO намерил Вебб? В старых статьях времён Гюйгенса, была оценка 50 ppm. Что касается "неравновесности" СО, так ведь угарный газ по физическим свойствам почти что азот. А азот растворяется в "криогенных" углеводородах. Насколько мне известно, считается что равновесный (с атмосферой) состав жидкости в морях Титана это не метан-этан, а метан-этан-азот. Так почему бы не предположить что капельная дымка (в тропопаузе) и облака в тропосфере вымывают CO из нижнего слоя?
Arter Karakhanyan
24.05.2025
-
0
+
осталось понять бывают ли грозы в дождевых облаках Титана? и что рождается от этих гроз?
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно