Úvodní strana  >  Články  >  Sluneční soustava  >  Jak se vaří mlha na Titanu?

Jak se vaří mlha na Titanu?

Atmosféra Saturnova měsíce Titan Autor: NASA
Atmosféra Saturnova měsíce Titan
Autor: NASA
Tato fotografie v přirozených barvách zachycuje horní vrstvy atmosféry největšího Saturnova měsíce Titan, která je místem, kde dochází k rozbíjení molekul metanu působením ultrafialového záření Slunce. Vzniklé produkty se spojují a vytvářejí sloučeniny, jako je etan a acetylén. Řídká modrá mlha zahalující měsíc rozptyluje především modré a ultrafialové světlo a vytváří tak složitou vrstevnatou strukturu ve vysokých vrstvách atmosféry.

Ve spodní vrstvě atmosféry mlha přechází do vrstvy smogu, který globálně obklopuje měsíc v podobě složitějších organických molekul. Tato hustá, oranžově zbarvená mlha pohlcuje viditelné světlo přicházející ze Slunce. Pouze asi 10 % přicházejícího slunečního záření dopadá na povrch Titanu. Hustá mlha není účinná při udržení tepla a při jeho opětovném vyzáření směrem k povrchu. Tudíž nehledě na skutečnost, že Titan má mnohem hustější atmosféru než Země, přítomná hustá globální mlha způsobuje skleníkový efekt podstatně slabší než v případě Země.

Fotografie v úvodu článku, která byla pořízena pomocí širokoúhlé kamery na palubě sondy Cassini přes červený, zelený a modrý filtr, představuje pohled odpovídající přírodním barvám. Snímek byl pořízen ze vzdálenosti zhruba 9 500 kilometrů.

Atmosféru Titanu objevil Gerard P. Kuiper v roce 1944, kdy byl ve spektru měsíce objeven plynný metan, kterého je v atmosféře téměř 5 %. Nejvíce je v ovzduší zastoupen dusík (zhruba 95 %), indikovány byly i další plyny. Nejexotičtější složky atmosféry Titanu vznikají v jeho horních vrstvách, kde je metan štěpen působením ultrafialového záření. Dalšími reakcemi pak vznikají uhlovodíky jako etan, acetylén či etylén. Pravděpodobně se vytvářejí i složitější řetězce. Tyto látky následně kondenzují v nejchladnějších vrstvách atmosféry do podoby drobných částic. A právě tyto částice o průměru několika desetin mikrometru způsobují typický oranžový zákal v atmosféře Titanu.

Vznik oranžové mlhy na Titanu Autor: ESA/ATG medialab
Vznik oranžové mlhy na Titanu
Autor: ESA/ATG medialab
Na dalším obrázku je ukázáno několik různorodých kroků, které vedou ke vzniku aerosolů vytvářejících hustou oranžovou mlhu v atmosféře Titanu. Když sluneční záření a vysoce energetické částice urychlované magnetosférou planety Saturn bombardují vnější vrstvy atmosféry Titanu ve výškách nad 1 000 kilometrů, rozbíjí zde přítomné molekuly dusíku a metanu. Dochází k vytváření těžkých kladných iontů a elektronů, které spouští řetěz chemických reakcí vedoucích k vytváření rozmanitých uhlovodíků. Většina těchto uhlovodíků byla v atmosféře Titanu detekována, včetně tzv. polycyklických aromatických uhlovodíků (polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs). Jedná se o velké molekuly na bázi uhlíku, které vznikají seskupením malých molekul uhlovodíků. Některé z molekul PAH detekovaných v atmosféře Titanu rovněž obsahují atomy dusíku.

Polycyklické aromatické uhlovodíky jsou prvním krokem v posloupnosti vzniku velkých sloučenin. Modely ukazují, jak se mohou PAH spojovat a jak vznikají velké struktury, které mají tendenci klesat do spodních vrstev atmosféry v důsledku jejich větší hmotnosti. Větší hustota spodních vrstev atmosféry Titanu je příznivá pro další růst těchto velkých konglomerátů atomů a molekul. Tyto reakce nakonec vedou k produkci aerosolů na bázi uhlíku. Jedná se o velké aglomeráty atomů a molekul, které byly objeveny ve spodních vrstvách mlhy, která zahaluje měsíc Titan ve vrstvě tlusté zhruba 500 kilometrů.

Při jednotlivých průletech sondy Cassini v blízkosti měsíce Titan byly pomocí hmotového spektrometru detekovány nabité i neutrální částice v jeho atmosféře. Ve vysokých výškách atmosféry byly odhaleny různorodé uhlovodíky včetně například benzenu.

Ligeia Mare - druhé největší jezero na Titanu Autor: NASA
Ligeia Mare - druhé největší jezero na Titanu
Autor: NASA
Protože při výše popsaných procesech se v atmosféře Titanu snižuje množství metanu, který je ale stále přítomen v dostatečném množství, musí být do ovzduší doplňován. Odpařuje se z jezer kapalného metanu, která byla objevena na základě radarových pozorování. Druhým největším známým jezerem na Titanu je Ligeia Mare (420 x 350 km) – viz obrázek v nepravých barvách. Je jedním z mnoha jezer pozorovaných na severní polokouli největšího Saturnova měsíce.

Chris McKay a Heather Smithová předpokládají, že na Titanu mohou existovat živé organismy, které k dýchání nepotřebují kyslík jako většina živých tvorů na Zemi, ale dýchají vodík. A živí se organickými molekulami, které se nacházejí v atmosféře. Patří mezi ně etan, acetylén a další složitější organické sloučeniny. Jestliže se v laboratořích ozáří vzorek Titanovy atmosféry (tj. směsi uhlovodíků a dusíku), vznikne červenohnědý prášek, který byl nazván tholin. Je to neobyčejně složitá organická látka. Ve vodě se rozpouští a uvolňuje aminokyseliny – základní složky bílkovin. Tholin je zřejmě původcem červenohnědého smogu v atmosféře Titanu. Jeho částice zvolna padají k povrchu a zde se usazují.

Zdroj: saturn.jpl.nasa.gov a en.wikipedia.org
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí




O autorovi

František Martinek

František Martinek

Narodil se v roce 1952. Na základní škole se začal zajímat o kosmonautiku, později i o astronomii. V roce 1978 nastoupil na Hvězdárnu Valašské Meziříčí na pozici odborného pracovníka, kde v různých funkcích pracoval až do konce února 2014. Věnoval se především popularizační a vzdělávací činnosti. Od roku 2003 publikuje krátké články o novinkách v astronomii a kosmonautice na stránkách www.astro.cz. I po odchodu do důchodu spolupracuje s valašskomeziříčskou hvězdárnou a podílí se na přípravě obsahu stránek www.astrovm.cz. Ve volném čase se věnuje rekreační turistice.

Štítky: Oranžová mlha, Sonda Cassini, Titan


49. vesmírný týden 2016

49. vesmírný týden 2016

Přehled událostí na obloze od 5. 12. do 11. 12. 2016. Měsíc bude v první čvrti, uvidíme Lunar X? Večer je krásně vidět Venuše na jihozápadě. Mars je výše a skoro nad jihem. Ráno je pěkně viditelný Jupiter. Slunce se po krátkém zvýšení aktivity opět uklidnilo. Poté, co došlo k selhání horního stupně rakety Sojuz, zřítila se nad Ruskem nákladní loď Progress, původně určená k zásobování ISS. Pokud se v tomto týdnu povede start japonské zásobovací lodi HTV, bude to pro osazenstvo stanice úplně v pohodě. Kromě tohoto startu se očekávají ještě další čtyři.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

VdB149, VdB150, LDN1235 - prach v souhvězdí Cephea

Souhvězdí Cephea je cirkumpolárním souhvězdím naší severní oblohy. Podobně jako například Velká medvědice, jejíž část označujeme lidovým jménem Velký vůz. Ale přeci … Velký vůz pozná téměř každý, o Cepheovi mnoho z „neastronomů“ možná ani neví. A astronom? Ten nás většinou odbude větou typu:

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Mesíc

Další informace »