Khi chuẩn bị cho chuyến thăm Cassini vào mặt trăng Titan Saturn, các nhà nghiên cứu dự kiến sẽ thấy nơi này tràn ngập ethane - sản phẩm phụ của sự phân hủy khí mêtan. Nó có thể là đám mây này mưa xuống ethane vào mùa hè, và sau đó ngưng tụ xung quanh cực vào mùa đông, tích tụ dưới dạng băng.
Máy quang phổ bản đồ trực quan và hồng ngoại (VIMS) của Cassini đã phát hiện ra thứ có vẻ là một đám mây ethane khổng lồ bao quanh cực bắc Titan Titan. Đám mây có thể là những bông tuyết ethane tuyết rơi xuống hồ mêtan bên dưới.
Đám mây có thể là manh mối cần thiết trong việc giải một câu đố khiến các nhà khoa học bối rối, người cho đến nay đã nhìn thấy rất ít bằng chứng về một bức màn của đám mây ethane và chất lỏng bề mặt ban đầu được cho là đủ rộng để bao phủ toàn bộ bề mặt Titan với một đại dương sâu 300 mét .
Trước khi nhiệm vụ Cassini-Huygens bắt đầu viếng thăm Titan vào năm 2004, chúng tôi dự kiến sẽ thấy rất nhiều ethane - những đám mây ethane rộng lớn ở mọi vĩ độ và vùng biển rộng lớn trên bề mặt của Titan khổng lồ Saturn, Titan, nhà khoa học hành tinh của Đại học Arizona, Caitlin Griffith nói.
Đó là vì ánh sáng cực tím mặt trời phá vỡ hoàn toàn khí mê-tan trong khí quyển Titan Titan. Ethane là sản phẩm phụ dồi dào nhất khi khí metan bị phá vỡ. Nếu khí mê-tan là thành phần của bầu khí quyển trong suốt vòng đời 4,5 tỷ năm của Titan - và không có lý do gì để nghi ngờ nó đã không xảy ra - mặt trăng lớn sẽ tràn ngập biển ethane, các nhà khoa học đưa ra giả thuyết.
Radar tàu vũ trụ của NASA, Cassini đã tìm thấy các hồ ở Titan vĩ độ Bắc cực Bắc trên một chuyến bay vào ngày 22 tháng 7 năm ngoái. Tuy nhiên, hiện tại chúng ta biết rằng bề mặt Titan Titan phần lớn không có hồ và đại dương, Mitch Griffith nói. Cô là thành viên của nhóm Cassini VIMS có trụ sở tại UA, đứng đầu là Giáo sư Robert Brown thuộc Phòng thí nghiệm Nguyệt thực và Hành tinh UA.
Ethane mất tích càng bí ẩn hơn bởi vì hình ảnh Cassini cho thấy các kết tủa rắn ít dồi dào khác từ các phản ứng quang hóa trong bầu khí quyển Titan, đã hình thành cồn cát và các miệng hố trên bề mặt của nó, Griffith nói.
VIMS đã thực hiện phát hiện đầu tiên về đám mây ethane cực lớn Titan Titan khi phát hiện ra Titan vĩ độ cực bắc trên các con ruồi Cassini vào tháng 12 năm 2004, tháng 8 năm 2005 và tháng 9 năm 2005.
VIMS đã phát hiện đám mây xơ xác là một dải sáng ở độ cao từ 30 km đến 60 km ở rìa vòng tròn Bắc Cực Titan, giữa 51 độ và 69 độ vĩ bắc. VIMS chỉ nhìn thấy một phần của đám mây vì phần lớn vùng cực bắc nằm trong mùa đông bóng râm và won đã được chiếu sáng đầy đủ cho đến năm 2010, Griffith lưu ý.
Quan sát của chúng tôi ngụ ý rằng tiền gửi bề mặt của ethane nên được tìm thấy cụ thể ở các cực, chứ không phải phân phối trên toàn cầu trên đĩa Titan. Điều đó có thể giải thích một phần việc thiếu các đại dương ethane lỏng và các đám mây ở vĩ độ trung bình và thấp hơn Titan.
Chúng tôi nghĩ rằng ethane đang mưa hoặc, nếu nhiệt độ đủ mát, tuyết rơi ở cực bắc ngay bây giờ. Khi mùa chuyển sang, chúng tôi hy vọng ethane sẽ ngưng tụ ở cực nam trong mùa đông của nó, ông Griff Griffith nói. Nếu điều kiện cực mát như dự đoán, ethane có thể tích tụ dưới dạng băng cực.
Ethane hòa tan trong khí mê-tan, mà các nhà khoa học dự đoán đang mưa từ bầu khí quyển ở cực bắc trong mùa đông mát mẻ của nó. Trong thời kỳ mùa đông cực đoan, chúng tôi hy vọng vùng đất thấp sẽ chứa những hồ mêtan rất giàu ethane, theo ông Keith Griffith. Có lẽ đây là những hồ nước được chụp gần đây bởi Cassini.
Nếu ethane được sản xuất với tốc độ ngày hôm nay trên toàn bộ Titan, thì tổng cộng hai km ethane sẽ kết tủa trên các cực. Nhưng điều đó dường như không thể xảy ra, Griffith nói.
Các nhà khoa học không có bằng chứng trực tiếp cho mũ cực của băng ethane. Cực bắc Titan Titan đang trong bóng tối mùa đông và máy ảnh Cassini vẫn chưa thấy nó trong ánh sáng phản chiếu. Máy ảnh Cassini đã chụp hình cực nam Titan Titan. Hình thái học được nhìn thấy trong những hình ảnh đó không phải là gợi ý về một tảng băng cực dài hai km, nhưng những hình ảnh này cho thấy các đặc điểm dòng chảy, Cảnh Griffith nói.
Bà Wereere sẽ bắt đầu thực hiện nhiều đường chuyền cực hơn trong những tháng tới, cô nói thêm. Vào cuối năm tới, Cassini sẽ ghi lại hồ sơ nhiệt độ cực đầu tiên của Titan, điều này sẽ cho chúng ta biết điều kiện lạnh ở cực như thế nào.
Griffith là tác giả đầu tiên của bài báo, Evidence for a Polar Ethane Cloud on Titan, đã được xuất bản trên tạp chí Khoa học (ngày 15 tháng 9) hiện tại. Paulo Pinteado và trưởng nhóm VIMS Robert Brown của UA và các nhà nghiên cứu từ Pháp, Phòng thí nghiệm sức đẩy phản lực ở Pasadena, Calif., Khảo sát địa chất Hoa Kỳ, Đại học Cornell, Trung tâm nghiên cứu NASA Ames, Bồ Đào Nha và Đức là đồng tác giả.
Griffith, Pinteado và Robert Kursinski của UA đã hợp tác trước đó trong các nghiên cứu về các đám mây khí mê-tan dài hàng ngàn dặm mà dải Titan ở các vĩ độ phía nam. Họ đã kết luận từ việc phân tích hình ảnh VIMS rằng những đám mây đối lưu có tính cục bộ cao này, được tạo thành từ khí mê-tan, là kết quả của việc sưởi ấm mùa hè giống như giông bão hình thành trên Trái đất.
Thiết bị VIMS là một quang phổ kế hình ảnh tạo ra một tập dữ liệu đặc biệt gọi là khối hình ảnh. Nó có một hình ảnh của một đối tượng trong nhiều màu sắc cùng một lúc. Một máy quay video thông thường sẽ chụp ảnh với ba màu chính (đỏ, xanh lá cây và xanh dương) và kết hợp chúng để tạo ra hình ảnh mà mắt người nhìn thấy. Thiết bị VIMS chụp ảnh ở 352 bước sóng hoặc màu sắc riêng biệt, trải rộng trên một lĩnh vực màu sắc vượt xa những gì có thể nhìn thấy được đối với con người. Tất cả các vật liệu phản chiếu ánh sáng một cách độc đáo. Vì vậy, các phân tử của bất kỳ nguyên tố hoặc hợp chất nào cũng có thể được xác định bằng các bước sóng mà chúng phản xạ hoặc hấp thụ, quang phổ chữ ký của họ.
Nhiệm vụ Cassini-Huygens là một dự án hợp tác của NASA, Cơ quan Vũ trụ Châu Âu và Cơ quan Vũ trụ Ý. Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực, một bộ phận của Viện Công nghệ California ở Pasadena, California, quản lý sứ mệnh cho Ban Giám đốc Sứ mệnh Khoa học của NASA, Washington, D.C. Quỹ đạo Cassini và hai máy ảnh trên tàu được thiết kế, phát triển và lắp ráp tại JPL. Nhóm quang phổ bản đồ trực quan và hồng ngoại có trụ sở tại Đại học Arizona ở Tucson.
Nguồn gốc: Thông cáo báo chí của Đại học Arizona
