دانشمندان شواهدی برای طوفان‌های گرد و غباری فعال در تایتان در اعتدال را مشاهده کردند.

با استفاده از داده‌های فضاپیمای کاسینی، که ماموریت خود را یک سال قبل پایان داد، دانشمندان می‌گویند که می‌توانند حرکت طوفان‌های گرد و غبار را در سطح تیتان، بزرگترین ماه زحل، ببینند.

 مفهوم هنری از طوفان گرد و غبار در تیتان. تصویر از  ESA

فقط دو جهان در منظومه شمسی ما وجود دارد (زمین و مریخ) که به داشتن طوفان گرد و غبار مشهور هستند. در حال حاضر یک جهان سوم – بزرگترین قمر سیاره غول‌پیکر زحل – نیز طوفان گرد و غباری دارد. داده‌ها از فضاپیمای کاسینی که در فاصله سال‌های 2004 تا 2017 به دور زحل و در میان قمرهای زیاد آن می چرخید، بدست آمده است. کاسینی دیدگاه ما را نسبت به تیتان از دنیایی که در رمز و راز پنهان شده بود تغییر داده است (اتمسفر بسیار ضخیمی دارد). طوفان گرد و غبار تازه کشف شده به نظر می‌رسد بزرگ باشد. به نظر می‌رسد که در ناحیه اطراف تیتان در حال حرکت هستند. این کشف در مجله علمی تخصصی علوم زمین (Science Earth Science) در 24 سپتامبر 2018 منتشر شده است.

 سباستین رودریگز، یک ستاره‌شناس در دانشگاه پاریس دیادو، فرانسه، این مطالعه را رهبری کرد و در بیانیه‌ای اظهار نظر کرد:

تایتان یک قمر بسیار فعال است.

 ما قبلا در مورد زمین‌شناسی و چرخه هیدروکربن‌های عجیب و غریب [مشابه با چرخه آب زمین] می‌دانستیم. حالا ما می‌توانیم یک مقایسه با زمین و مریخ برای چرخه گرد و غبار فعال اضافه کنیم.

 این انیمیشن بر اساس تصاویری که توسط طیف‌سنجی تصویربرداری و مادون قرمز کاسینی گرفته شده در طول پرواز بر فراز تایتان در سال‌های 2009 و 2010 به تصویر کشیده شده، ساخته شده است. این نقاط روشن به نظر می‌رسد نزدیک به خط استوای تیتان در طول زمان اعتدال خود دیده می‌شود، که توسط دانشمندان به طوفان گرد و غبار تفسیر شده است. روشنایی‌ها فقط برای یک دوره کوتاه مدت – بین 11 ساعت تا پنج هفته زمین – قابل مشاهده بوده و نمی‌توان در تصاویر قبلی یا بعدی آنها را مشاهده کرد. تصویر از  NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/University Paris Diderot/IPGP/S. Rodriguez et al. 2018.

در بیانیه‌ای این دانشمندان توضیح دادند:

تیتان یک جهان جذاب است – به نحوی که کاملا شبیه به زمین است. در حقیقت، تنها ماه از منظومه شمسی با یک فضای قابل توجه و تنها جسم آسمانی غیر از سیاره ما است که منابع پایدار مایع در سطح آن هنوز هم وجود دارد.

 یک تفاوت بزرگ وجود دارد: در حالی که بر روی زمین از جمله رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و دریاها پر از آب است، در تیتان عمدتا حاوی متان و اتان است که از طریق این مخازن مایع جریان دارد. در این چرخه متان منحصر به فرد، مولکول‌های هیدروکربنی تبخیر شده به ابرها می‌رسند و به صورت باران به زمین فرود می‌آیند.

 آب و هوا بر روی تیتان از فصلی به فصل دیگر متفاوت است، همانطور که در زمین اتفاق می‌افتد. به ویژه در نزدیکی‌‌های اعتدال، زمانی که آفتاب از استوای تیتان عبور می‌کند، ابرهای عظیم می‌توانند در مناطق گرمسیری تشکیل شده و باعث طوفان متان قوی شوند. کاسینی چنین طوفان‌هایی را در چندین پرواز بر فراز تایتان  مشاهده کرد.

 هنگامی که سباستین و تیمش ابتدا سه نور طبیعی استوایی غیرمعمول را در تصاویر مادون قرمز گرفته شده توسط کاسینی در اطراف قمرها 2009 به دست آوردند، آنها فکر کردند که این ممکن است دقیقا مانند ابرهای متان باشد. یک تحقیق کامل نشان داد که آنها چیزی کاملا متفاوت بودند.

این تصاویر 9 پرواز کاسینی بر فراز تیتان در سال‌های 2009 و 2010 را نشان می‌دهد. تصویر از NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/University Paris Diderot/IPGP/S. Rodriguez et al. 2018.

سباستین رودریگز اظهار داشت:

از آنچه که ما در مورد تشکیل ابر در تیتان، اطلاعاتی داریم. می‌توانیم بگوییم که امکان تشکیل ابرهای متان در این منطقه و در این زمان سال از لحاظ فیزیکی امکان‌پذیر نیست.

ابرهای متان در این منطقه می‌توانند توسعه یابند و در طول این دوره از قطرات بزرگ تشکیل شده و باید در ارتفاع بسیار بالایی قرار داشته باشند که بسیار بالاتر از 10 کیلومتر است. مدل‌سازی به ما می‌گوید که ویژگی‌های جدیدی وجود دارند.

محققان همچنین توانستند این ویژگی‌ها را بر روی سطح تیتان در قالب باران متان یخ زده یا گدازه‌های یخی مشاهده کنند. این دانشمندان اظهار داشتند که چنین نقاط سطحی یک امضا شیمیایی متفاوت داشته و برای مدت بسیار طولانی قابل مشاهده هستند، در حالی که ویژگی‌های روشن در این مطالعه تنها از 11 ساعت تا پنج هفته قابل مشاهده است.

مدل‌سازی کامپیوتری نیز نشان داد که ویژگی‌ها باید اتمسفری باشد، اما هنوز هم نزدیک به سطح است – به احتمال زیاد مربوط به تشکیل یک لایه بسیار نازک از ذرات جامد آلی کوچک است. از آنجایی که آنها درست در بالای حوضه‌های ساحلی در اطراف استوای تیتان قرار داشتند، تنها توضیح باقی مانده این بود که لکه‌ها در واقع ابرهای گرد و غبار ناشی از تپه‌ها بودند.

سباستین رودریگز گفت: – در حالی که این اولین بار است که یک طوفان گرد و غبار در تیتان مشاهده می شود – پیدا کردن آن تعجب‌آور نیست:

ما معتقدیم که فضاپیمای هویگنس که در سطح تیتان در ژانویه 2005 فرود آمد، پس از ورود به جستجو در ناحیه گرد و غبار پرداخت.

اما آنچه ما در اینجا با کاسینی دیدیم در مقیاس بسیار بزرگتر است. سرعت باد نزدیک به سطح موردنیاز برای بالا بردن چنین مقدار گرد و غباری است، همانطور که در این طوفان گرد و غبار دیده می‌شود، باید بسیار قوی باشد – حدود پنج برابر قوی‌تر از سرعت متوسط ​​باد که توسط اندازه‌گیری‌های هویگنس در نزدیکی سطح و با مدل‌های آب و هوایی تخمین زده شده است .

برای لحظه‌ای، تنها توضیح رضایت‌بخش برای این بادهای قوی سطحی این است که آنها ممکن است به ضربه‌های قدرتمندی که ممکن است در مقابل توفان‌های بزرگ متان که در آن منطقه و فصل مشاهده می‌شود مربوط باشند.

این پدیده با نام “habob” نیز می‌تواند در زمین بصورت ابرهای گرد و غبار فراوان قبل از طوفان در مناطق خشک مشاهده شود. (دیدن عکس‌های شگفت‌انگیز و ویدیو از haroobs تابستان گذشته در آریزونا (http://earthsky.org/earth/what-are-haboobs-amazing-pics-and-videos).

وجود چنین بادی که موجب گرد و غبار فراوان گردید نیز بیانگر آن است که ماسه‌های زیرزمینی نیز می‌توانند حرکت دهند و همچنین تپه‌های غول پیکر که مناطق استوایی تیتان را پوشش می‌دهند هنوز فعال و مداوما در حال تغییر هستند.

باد می‌تواند گرد و غبار را از طوفان‌های بزرگ در فواصل بزرگ حمل کند و به چرخه جهانی گرد و غبار آلی در تیتان کمک کند و اثرات مشابهی با آنچه که در زمین و مریخ دیده میشود، بوجود آورد.

 http://www.esa.int/spaceinvideos/Videos/2012/10/Bouncing_on_Titan

در این انیمیشن، نزدیک شدن فضاپیمای هویگنس ESA  به تیتان را در ژانویه 2005 می‌توانید مشاهده کنید، از  ESA / C Carreau

خلاصه: دانشمندان فضایی شواهدی برای طوفان گرد و غبار در سراسر سطح تیتان، بزرگترین قمر کیوان پیدا کرده‌اند.تیتان دنیای سومی در منظومه شمسی ما به همراه زمین و مریخ ایجاد می‌کند که دارای طوفان گرد و غباری است.

منبع: https://www.nature.com/articles/s41561-018-0233-2

Scientists spy roving dust storms on Titan

By Deborah Byrd and Eleanor Imster in SPACE | September 26, 2018

http://earthsky.org/space/saturn-moon-titan-dust-storms-1st-time