Crédito de imagen: Keck
A medida que la nave espacial Cassini-Huygens se acerca a un encuentro en julio con Saturno y su luna Titán, un equipo de la Universidad de California, Berkeley, los astrónomos han producido una mirada detallada a la cubierta de nubes de la luna y lo que verá la sonda Huygens a medida que se sumerge en la atmósfera. de Titán para aterrizar en la superficie.
El astrónomo Imke de Pater y sus colegas de UC Berkeley utilizaron una óptica adaptativa en el Telescopio Keck en Hawai para obtener imágenes de la neblina de hidrocarburos que envuelve la luna, tomando instantáneas a varias altitudes desde 150-200 kilómetros hasta la superficie. Reunieron las imágenes en una película que muestra lo que Huygens encontrará cuando descienda a la superficie en enero de 2005, seis meses después de que la nave espacial Cassini entre en órbita alrededor de Saturno.
"Antes, podíamos ver cada componente de la bruma, pero no sabíamos exactamente dónde estaba en la estratosfera o la troposfera". Estas son las primeras imágenes detalladas de la distribución de neblina con altitud ", dijo el químico atmosférico Mate Adamkovics, un estudiante graduado en la Facultad de Química de la Universidad de Berkeley de UC. "Es la diferencia entre una radiografía de la atmósfera y una resonancia magnética".
"Esto muestra lo que se puede hacer con los nuevos instrumentos en el Telescopio Keck", agregó de Pater, refiriéndose al espectrómetro de infrarrojo cercano (NIRSPEC) montado con el sistema de óptica adaptativa. "Esta es la primera vez que se hace una película, que puede ayudarnos a comprender la meteorología en Titán".
Adamkovics y De Pater señalan que incluso después de que Cassini llegara a Saturno este año, las observaciones terrestres pueden proporcionar información importante sobre cómo la atmósfera de Titán cambia con el tiempo y cómo la circulación se combina con la química atmosférica para crear aerosoles en la atmósfera de Titán. Esto será aún más fácil el próximo año cuando OSIRIS (Espectrógrafo de imágenes infrarrojas que suprime OH) entre en línea en los telescopios Keck, dijo de Pater. OSIRIS es un espectrógrafo de campo integral de infrarrojo cercano diseñado para el sistema de óptica adaptativa de Keck que puede muestrear un pequeño parche rectangular de cielo, a diferencia de NIRSPEC, que muestrea una hendidura y debe escanear un parche de cielo.
De Pater presentará los resultados y la película el jueves 15 de abril en una conferencia internacional en los Países Bajos con motivo del 375 cumpleaños del científico holandés Christiaan Huygens. Huygens fue el primer "director científico" de Acad? Mie Française y el descubridor de Titán, la luna más grande de Saturno, en 1655. La conferencia de cuatro días, que comenzó el 13 de abril, se llevará a cabo en el Centro Europeo de Tecnología y Espacio. en Noordwijk
La misión Cassini-Huygens es una colaboración internacional entre tres agencias espaciales: la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio, la Agencia Espacial Europea y la agencia espacial italiana, que involucra contribuciones de 17 naciones. Fue lanzado desde el Centro Espacial Kennedy el 15 de octubre de 1997. La nave espacial llegará a Saturno en julio, y se espera que el orbitador Cassini envíe datos sobre el planeta y sus lunas durante al menos cuatro años. El orbitador también transmitirá datos de la sonda Huygens a medida que se sumerge en la atmósfera de Titán y luego aterriza en la superficie el próximo año.
Lo que hace que Titán sea tan interesante es su aparente semejanza con una Tierra joven, una era en la que presumiblemente surgió la vida y antes de que el oxígeno cambiara la química de nuestro planeta. Las atmósferas de Titán y de la Tierra primitiva estaban dominadas por casi la misma cantidad de nitrógeno.
La atmósfera de Titán tiene una cantidad significativa de gas metano, que se altera químicamente por la luz ultravioleta en la atmósfera superior, o estratosfera, para formar hidrocarburos de cadena larga, que se condensan en partículas que crean una neblina densa. Estos hidrocarburos, que podrían ser como el petróleo o la gasolina, eventualmente se depositan en la superficie. Las observaciones de radar indican áreas planas en la superficie de la luna que podrían ser piscinas o lagos de propano o butano, dijo Adamkovics.
Los astrónomos han podido perforar la bruma de hidrocarburos para observar la superficie utilizando telescopios terrestres con óptica adaptativa o interferometría moteada, y con el telescopio espacial Hubble, siempre con filtros que permiten a los telescopios ver a través de "ventanas" en la bruma donde El metano no absorbe.
La creación de imágenes de la bruma en sí no ha sido tan fácil, principalmente porque la gente ha tenido que observar a diferentes longitudes de onda para verla en altitudes específicas.
"Hasta ahora, lo que sabíamos sobre la distribución de la bruma provenía de grupos separados que usaban diferentes técnicas, diferentes filtros", dijo Adamkovics. "Obtenemos todo eso de una vez: la distribución tridimensional de neblina en Titán, cuánto en cada lugar del planeta y qué tan alto en la atmósfera, en una observación".
El instrumento NIRSPEC del telescopio Keck mide la intensidad de una banda de longitudes de onda del infrarrojo cercano a la vez mientras escanea unas 10 rebanadas a lo largo de la superficie de Titán. Esta técnica permite la reconstrucción de la neblina versus la altitud porque las longitudes de onda específicas deben provenir de altitudes específicas o no serían visibles en absoluto debido a la absorción.
La película Adamkovics y de Pater juntas muestran una distribución de neblina similar a la que se había observado antes, pero más completa y ensamblada de una manera más fácil de usar. Por ejemplo, la neblina en la atmósfera sobre el Polo Sur es muy evidente, a una altitud de entre 30 y 50 kilómetros. Se sabe que esta neblina se forma estacionalmente y se disipa durante el "año" de Titán, que es de aproximadamente 29 1/2 años terrestres.
La neblina estratosférica a unos 150 kilómetros es visible sobre una gran área en el hemisferio norte pero no en el hemisferio sur, una asimetría observada anteriormente.
En la tropopausa del hemisferio sur, el límite entre la atmósfera inferior y la estratosfera a unos 42 kilómetros de altitud, la neblina cirrus es visible, análoga a la neblina cirrus en la Tierra.
Las observaciones fueron hechas el 19, 20 y 22 de febrero de 2001 por De Pater y su colega Henry G. Roe del Instituto de Tecnología de California, y Adamkovics las analizó utilizando modelos hechos por Caitlin A. Griffith de la Universidad de Arizona, con coautor SG Gibbard del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore.
El trabajo fue patrocinado en parte por la National Science Foundation y el Technology Center for Adaptive Optics.
Fuente original: Comunicado de prensa de UC Berkeley
