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


45. vesmírný týden 2025

45. vesmírný týden 2025

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 3. 10. do 9. 11. 2025. Měsíc bude v úplňku. Saturn je dobře vidět večer, později v noci se přidává Jupiter, ráno končí viditelnost Venuše. Čeká nás poslední týden viditelnosti komety C/2025 A6 (Lemmon) a v neděli začne další okno viditelnosti slabší komety C/2025 R2 (SWAN) na tmavé večerní obloze. Z evropského kosmodromu Kourou v jihoamerické Francouzské Guayáně má startovat raketa Ariane 6 s radarovou družicí Sentinel-1D. V rámci sdílené mise Bandwagon-4 byla vynesena také česká družice CevroSat-1. Na Floridě proběhl statický zážeh velké rakety New Glenn. Před dvaceti lety začala mise sondy Venus Express jež přinesla velmi zajímavé poznatky o atmosféře Venuše.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Když se blýská v dáli

Titul Česká astrofotografie měsíce za září 2025 obdržel snímek „Když se blýská v dáli“, jehož autorem je astrofotograf Lukáš Veselý Měsíc září je již dávno za námi a s ním i další kolo soutěže Česká astrofotografie měsíce. A tentokrát se porota opravdu „zapotila“. Ze 42 zaslaných snímků vybrat ten

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

SH2-188

SH2-188 – „Kozmická kreveta“ v Kasiopeii Planetárna hmlovina Sharpless 2-188 (Sh2-188) leží v súhvezdí Kasiopeia vo vzdialenosti zhruba 3 000 svetelných rokov. Ide o zvyšok hviezdy podobnej Slnku, ktorá pred ~22 500 rokmi odvrhla svoje vonkajšie obaly a v jej strede zostal horúci biely trpaslík (WD 0127+581). Hmlovina je zapísaná aj pod označeniami LBN 633, Simeis 22 alebo PN G128.0-4.1. Na prvý pohľad vyzerá skôr ako supernovový zvyšok – jasný červený oblúk s dlhým chvostom. Nie je to náhoda: centrálny biely trpaslík sa pohybuje medzihviezdnym plynom rýchlosťou asi 120 km/s. Pred sebou vytláča oblúk rázovej vlny, ktorý na fotografii tvorí jasnú, jemne štruktúrovanú „krevetu/kozmic­kú vlnu“. Za hviezdou sa naopak tiahne veľmi slabý oblak plynu a prachu – materiál odfúknutý dozadu ako vlajka vo vetre. Celá bublina má priemer približne 2 svetelné roky a na oblohe zaberá niekoľko oblúkových minút, pričom najslabšie časti prstenca a chvosta siahajú až do priemeru ~15′. Sh2-188 objavili v roku 1951 Vera Gaze a Grigorij Šajn na Kryme a dlho sa považovala za pozostatok supernovy. Až spektroskopické merania v 80. rokoch ukázali, že ide o planetárnu hmlovinu s typickým bohatstvom prvkov ako vodík, hélium, kyslík, dusík a síra. Neskoršie snímky z Hα prieskumu IPHAS odhalili, že oblúk je v skutočnosti súčasťou takmer uzavretého prstenca s rozsiahlym chvostom – z Sh2-188 sa tak stal učebnicový príklad toho, ako medzihviezdne prostredie dokáže zdeformovať planetárnu hmlovinu a „zjasniť“ jej náveternú stranu. Na mojej fotografii dominuje červené H-alfa žiarenie ionizovaného vodíka, ktoré kreslí tenké vláknité štruktúry rázovej vlny na pozadí hustého poľa hviezd v rovine Mliečnej cesty. Je to veľmi slabý objekt – okrem jasného oblúka sú zvyšky prstenca a chvosta viditeľné len pri dlhých expozíciách a starostlivom spracovaní dát. Vybavenie: SkyWatcher NEQ6Pro, GSO Newton astrograf 200/800 (200/600 F3), Starizona Nexus 0.75x komakorektor, Touptek ATR585M, AFW-M, Touptek LRGBH filtre, Gemini EAF focuser, guiding TS Off-axis + PlayerOne Ceres-C, SVBony 241 power hub, automatizovaná astrobúdka s mojím vlastným OCS (observatory control system). Software: NINA, Astro pixel processor, GraXpert, Pixinsight, Adobe photoshop Lights 83x180sec. R, 79x180sec. G, 70x180sec. B, 84x120sec. L, 83x600sec Halpha, master bias, flats, master darks, master darkflats Gain 150, Offset 300. 8.10. až 1.11.2025 Belá nad Cirochou, severovýchod Slovenska, bortle 4

Další informace »