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.



50. vesmírný týden 2018

50. vesmírný týden 2018

Přehled událostí na obloze od 10. 12. do 16. 12. 2018. Měsíc bude v první čtvrti. Večer je vidět Mars, nedaleko něj Neptun a výše v Rybách je Uran. Merkur a Venuše jsou vidět ráno. Máme poslední týden vidět bez měsíčního svitu kometu 46P/Wirtanen v jejím přiblížení k Zemi. Výše na obloze je i pěkná kometa 64P/Swift-Gehrels. Sonda InSight už hýbe rukou a fotografuje okolí. U ISS zakotvila nákladní loď Dragon. Jeden ze dvou Falconů musel přistát do moře a podařilo se jej vyzvednout na pevninu. Start Delty IV Heavy z Kalifornie má odklady. Čína vyslala k Měsíci sondu Chang’e 4. Přistát má v pánvi Aitken na jihu Luny. Před 30 lety začala éra telekomunikačních družic Astra a před 25 lety začal Hubble vidět ostře.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

LBN 777 - Orlí hlava

Titul Česká astrofotografie měsíce za listopad 2018 obdržel snímek „LBN 777 – Orlí hlava“, jehož autorem je Martin Myslivec   S objekty na noční obloze je to tak. Buď mají tak trochu nudná, byť pro neznalé někdy záhadná označení jako M, NGC, LBN, IC, GUM, DUN, vdB, Arp, Ced, … a mnoho

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Kometa 46P Wirtanen

Využil jsem další jasnou toskánskou noc a kochal se kometou 46P Wirtanen, která se pomalu přibližuje k Plejádám. Složenina 20 snímků z Fuji X-Pro2 + Fujinon XF 23/f1.4. Každý jednotlivý snímek clona 2.2, expozice 30 sekund, ISO 6400. Montáž iOptron SkyTracker. Složeno v programu StarryLandscapeStacker, doladělo v Affinity Photo.

Další informace »