Jak przypominają specjaliści obsługujący Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, Tytan, podobnie jak Ziemia, ma zjawiska pogodowe. Jednak zamiast wody, odpowiada za nie metan obecny w różnych stanach skupienia. Ten prosty węglowodór paruje z powierzchni, tworzy chmury w złożonej głównie z azotu atmosferze i po skropleniu powraca na powierzchnię w postaci deszczu.

"Tytan to jedyne inne miejsce w naszym Układzie Słonecznym, które ma pogodę podobną do ziemskiej – w tym sensie, że występują tam chmury i opady deszczu" – wyjaśnia Conor Nixon z Goddard Space Flight Center.

Teleskop Webba, wspomagany przez teleskop Keck II na Hawajach, po raz pierwszy dostarczył dowodów na istnienie konwekcji chmur nad obszarem jezior i mórz, na półkuli północnej Tytana (gdzie obecnie panuje lato).

Obserwacje te nie tylko ukazały obecność chmur na średnich i wysokich szerokościach geograficznych, ale również wykazały, że chmury te z czasem wznoszą się na większe wysokości w atmosferze. hoć wcześniejsze badania wskazywały już konwekcję chmur na południowych szerokościach geograficznych, to po raz pierwszy znaleziono dowody na taką konwekcję na północy.

Ma to istotne znaczenie, ponieważ większość jezior i mórz Tytana znajduje się właśnie na półkuli północnej, a parowanie z tych zbiorników stanowi jedno z głównych potencjalnych źródeł metanu.

Łączna powierzchnia wspomnianych zbiorników jest porównywalna z powierzchnią Wielkich Jezior w Ameryce Północnej.

Naukowcy zwracają uwagę na ważną, związaną z grawitacją różnicę między Tytanem i Ziemią. Otóż na Ziemi najniższa warstwa atmosfery, czyli troposfera, sięga do wysokości około 12 kilometrów. Jednak na Tytanie, przy niższej grawitacji troposfera rozciąga się aż do około 45 kilometrów.

Obserwacje pokazały również zawierającą węgiel kluczową cząsteczkę, która rzuca światło na procesy chemiczne zachodzące w złożonej atmosferze Tytana. Ze względu na obecność związków organicznych, Tytan bardzo interesuje astrobiologów. Podobne substancje dały początek życiu na Ziemi.

Naukowcy wyjaśniają, że związkiem napędzającym większość procesów chemicznych na Tytanie jest metan.

W atmosferze Tytana jest on rozbijany przez światło słoneczne lub energetyczne elektrony pochodzące z magnetosfery Saturna, a powstające produkty łączą się z innymi cząsteczkami, tworząc substancje takie jak etan oraz bardziej złożone związki zawierające węgiel.

Dane z teleskopu Webba dostarczyły kluczowego brakującego elementu potrzebnego do zrozumienia tych procesów chemicznych - jednoznacznie potwierdzono obecność rodnika metylowego – CH3, powstającego w wyniku rozpadu metanu.

Badacze tłumaczą, że odkrycie tego rodnika pokazuje „chemię Tytana w działaniu”, a nie tylko końcowe produkty tych reakcji.

"Po raz pierwszy możemy zobaczyć, jak chemiczne ciasto rośnie w piekarniku, zamiast tylko oglądać mąkę i cukier na początku oraz gotowe, udekorowane ciasto na końcu” – mówi współautorka odkrycia Stefanie Milam z Goddard Space Flight Center.

Zgromadzone informacje mówią sporo o przyszłości Tytana. Rzecz w tym, że gdy metan ulega rozpadowi w górnych warstwach atmosfery, część powstających produktów łączy się w inne cząsteczki, które ostatecznie osiadają na powierzchni, podczas gdy część wodoru ucieka w przestrzeń kosmiczną.

W rezultacie, jeśli nie istnieje źródło odnawiające metan na Tytanie, związek ten z czasem będzie się wyczerpywał.

Podobny proces zaszedł na Marsie w przypadku wody, której cząsteczki wody ulegały rozpadowi, a powstający wodór uciekał w przestrzeń kosmiczną. To dlatego Mars stał się suchą, pustynną planetą.

"Na Tytanie metan jest zasobem zużywalnym. Możliwe, że jest on stale uzupełniany i wydobywa się ze skorupy oraz wnętrza, co może trwać miliardy lat. Jeśli nie, to metan w końcu całkowicie zniknie, a Tytan stanie się światem niemal bez atmosfery, pełnym pyłu i wydm" mówi dr Nixon.

Tymczasem przyszła dekada może zaowocować odkryciem licznych tajemnic Tytana, a to za sprawą planowanej misji Dragonfly. jej ramach ma zostać wysłany mały latający robot, który w 2034 roku ma zacząć badać różne miejsca na powierzchni niezwykłego księżyca.

Marek Matacz (PAP)

mat/ agt/