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


17. vesmírný týden 2017

17. vesmírný týden 2017

Přehled událostí na obloze od 24. 4. do 30. 4. 2017. Měsíc bude kolem novu. Večer zůstává nad západem Mars a pomalu se zlepšuje i večerní viditelnost Jupiteru. Ráno je vidět Saturn a nízko na východě už také jasná Venuše. Stále můžeme doporučit několik komet, i když jedna se opravdu rozpadla. Z nabídky 100 pozorování přidáváme dvojhvězdu Alcor-Mizar a především zákryty Hyád a podvečerní zákryt hvězdy Aldebaran z Býka.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Mliecna draha nad Salasom Zbojska

Titul Česká astrofotografie měsíce za březen 2017 obdržel snímek „Mliečná dráha nad Salašom Zbojská“, jehož autorem je Ondrej Králik. Na jednom z nejtmavších míst Slovenska se zastavil astronom. Astronom a také fotograf. Svůj stativ s fotoaparátem však nepostavil nikam daleko od světel

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Průlet NEA 2014JO25 - 1 den po největším přiblížení Zemi (23MB animated GIF)

1 den po nejbližším přiblížení Zemi, již znatelně zpomalený pohyb vůči hvězdnému poli. Zrychleno 225x. technika: HEQ5, SW R102/500, Atik 314L+, expozice 15s, trackováno na planetku, efemeridy z NASA Horizons

Další informace »