Úvodní strana  >  Články  >  Sluneční soustava  >  Titan ve světle poznatků evropské sondy Huygens - část II

Titan ve světle poznatků evropské sondy Huygens - část II

Huygens_atmosfera.jpg
Unikátní výsledky získali astronomové pomocí přístrojů ACP (Aerosol Collector and Pyrolyser) a GCMS (Gas Chromatograph Mass Spectrometer), umístěných na palubě evropské sondy Huygens, která 14. 1. 2005 přistála na povrchu Saturnova měsíce Titan. Poprvé se tak podařilo přímo na místě studovat chemické složení atmosféry měsíce včetně aerosolů a včetně určování izotopového složení.

Dvěma hlavními problémy atmosféry Titanu jsou původ dusíku a metanu v atmosféře a mechanismus, díky němuž se metan udržuje v atmosféře navzdory rychlé destrukci fotochemickými procesy (jedná se o procesy, které jsou doprovázeny emisí či absorpcí viditelného či ultrafialového záření).

Přístroj GCMS určoval chemické složení a množství jednotlivých izotopů od výšky 140 km až k povrchu měsíce a potvrdil, že základními složkami atmosféry jsou dusík a metan, a dále že atmosférická mlha je tvořena převážně metanem.

Přístroje na sondě Huygens zjišťovaly také poměry jednotlivých izotopů uhlíku a dusíku. Ze zjištěného poměru izotopů uhlíku (12C /13C) v přítomném metanu vyplývá, že zde dochází k průběžnému nebo periodickému doplňování metanu do atmosféry, avšak nebyl získán důkaz o jeho biologickém původu. Poměr izotopů dusíku (14N/15N) zase vede k názoru, že prvotní atmosféra Titanu byla dokonce 5krát hmotnější než dnes, a tudíž velké množství dusíku již uniklo do kosmického prostoru.

Izotop argonu (36Ar) byl prvně detekován v atmosféře Titanu, nebyla však zjištěna přítomnost xenonu či kryptonu. Argon však byl zjištěn ve velmi malém množství (což je zajímavé), poněvadž atmosféře dominuje velké množství dusíku a protože zhruba 50 % hmotnosti Titanu představuje vodní led, který přichází v úvahu jako možný "dodavatel" vzácných plynů.

Toto malé množství argonu naznačuje, že prvotní ovzduší Titanu bylo tvořeno především čpavkem, nevzniklo tedy jako dusíková atmosféra. Nepřítomnost dalších vzácných plynů, což je mimochodem překvapující zjištění, bude hrát důležitou roli ve vypracování teorie o původu a vývoji atmosféry měsíce Titan.

Huygens_SurfaceSpectrum.jpg

Složení par nad povrchem měsíce, které bylo určováno přístrojem GCMS po přistání, naznačuje, že Huygens přistál na vlhkém povrchu, promáčeném kapalným metanem, který se odpařil, když byl studený povrch zahřát teplem, uvolňovaným sondou. Povrchové vrstvy byly také bohaté na organické sloučeniny, které nebyly detekovány v atmosféře, jako je například kyan a etan, což signalizuje složité vlastnosti povrchu, stejně tak i atmosféry Titanu.

Huygens_Emissions.jpg

Izotop argonu (40 Ar) byl také detekován na povrchu měsíce a jeho přítomnost napovídá, že na Titanu probíhaly jak v minulosti, tak i zřejmě v současnosti, určité vnitřní geologické procesy.Aerosoly v atmosféře Titanu hrají důležitou roli při určování teplotního rozvrstvení, které ovlivňuje procesy ohřevu a ochlazování ovzduší. Aerosoly mohou pomáhat vytvářet teplé a studené proudy, které střídavě přispívají ke změně proudění vzduchu a určují také rychlost větru.

Přístroj ACP provedl přímá určování chemického složení aerosolových částic v atmosféře. Na základě rozboru údajů, získaných pomocí pyrolýzy aerosolů (tj. chemického rozkladu organických sloučenin teplem) při zahřátí na teplotu +600 °C, byly jako první identifikovány molekuly čpavku a kyanovodíku.

To je velmi důležitá informace, protože čpavek není přítomen v atmosféře měsíce Titan v plynném stavu, a proto aerosoly musely projít komplexem chemických reakcí, které vedou k produkci souboru organických molekul. Nevznikají tedy pouhou kondenzací.

Částice aerosolů mohou také působit jako kondenzační jádra pro vznik oblaků a jsou konečným produktem celé série organických reakcí, důležitých obecně v astrobiologii. Samozřejmě Titan nabízí možnost studia chemických procesů, produkujících organické molekuly, které mohou být základními stavebními kostkami života na Zemi.

Na závěr ještě doplňme údaje o aktuální teplotě a tlaku na povrchu měsíce Titan v místě přistání sondy Huygens. Atmosférický tlak činil (1467+/-1) hPa (pro porovnání průměrný atmosférický tlak na Zemi je 1013 hPa). Pokud se týká teploty, v místě přistání byla naměřena hodnota (93,65+/-0,25) K, tj. -179,5 °C. Naměřené hodnoty jsou v souladu s informacemi, které získaly v letech 1980 a 1981 americké sondy Voyager: tlak 1400 hPa; teplota 95 K.

Zdroj: www.esa.int
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.



33. vesmírný týden 2022

33. vesmírný týden 2022

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 15. 8. do 21. 8. 2022. Měsíc bude v poslední čtvrti a v konjunkcích s planetami a Plejádami. Planety Jupiter a Saturn můžeme pozorovat již kolem půlnoci, Mars a Venuši nejlépe ráno. Aktivita Slunce je nízká. Startovaly dva Falcony 9 se Starlinky a počet vypuštěných družic přesáhl 3 000 kusů. Probíhaly testy SuperHeavy a Starship a k vývozu se chystá superraketa SLS. Před 45 lety se na dlouhou pouť za velkými planetami a dál vydala sonda Voyager 2.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

ISS a Slnko

Titul Česká astrofotografie měsíce za červenec 2022 získal snímek „ISS a Slnko“, jehož autory jsou Miroslav Grnja a Zdeněk Bardon     První malé, druhé obrovské. I když pro nás i to první je obrovské. Jako fotbalový stadion. A to druhé? Celá Země by se do něho vešla na

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Neobvyklé tvary blesků

Bouřka severozápadně od Studénky Výboj blesků mezi mraky

Další informace »