Zonnestelsel Nieuws

Webb ziet wolken op de Saturnusmaan Titan

Titan is de grootste maan van Saturnus en het is de enige maan in het zonnestelsel met een dichte atmosfeer. Buiten de Aarde is Titan het enige object in het zonnestelsel met rivieren, meren en zeeën.

Deze beelden van de Saturnusmaan Titan werden op 4 november 2022 vastgelegd door het NIRCam-instrument van Webb.
Deze beelden van de Saturnusmaan Titan werden op 4 november 2022 vastgelegd door het NIRCam-instrument van Webb. Links: beeld met behulp van F212N, een filter van 2,12 micrometer dat gevoelig is voor de lagere atmosfeer van Titan; de lichtpuntjes zijn prominente wolken op het noordelijk halfrond. Rechts: kleurencompositieopname met een combinatie van NIRCam-filters: verschillende opvallende oppervlaktekenmerken zijn gelabeld: Kraken Mare wordt verondersteld een methaanzee te zijn; Belet bestaat uit donkergekleurde zandduinen; Adiri is een helder albedo-kenmerk. Credit: NASA / ESA / CSA / A. Pagan, STScI / Webb Titan GTO Team.

Titan is een koolstofrijke, zuurstofarme wereld met een breed scala aan organische en anorganische verbindingen, atmosferische energiebronnen en vloeibare koolwaterstofzeeën en meren.

Het is, buiten de Aarde, het enige planetaire object in het zonnestelsel waar regenval en seizoensgebonden stromende vloeistoffen het landschap eroderen.

Naast een mengsel van stikstof en koolwaterstoffen zoals methaan en ethaan, bevat de atmosfeer van deze vreemde aardachtige wereld ook een reeks complexere organische moleculen. Planeetwetenschappers denken dat deze chemische samenstelling vergelijkbaar is met de oeratmosfeer van de Aarde.

Planeetwetenschappers hebben Jaren moeten wachten om de infraroodcapaciteiten van Webb te kunnen gebruiken om de atmosfeer van Titan, inclusief zijn fascinerende weerpatronen en gassamenstelling te kunnen bestuderen en ook om door de atmosfeer heen te kijken om albedo-kenmerken – heldere en donkere vlekken – op het oppervlak te bestuderen.

De atmosfeer van Titan is ongelooflijk interessant, niet alleen vanwege de methaanwolken en stormen, maar ook van wege wat de atmosfeer ons kan vertellen over het verleden en de toekomst van Titan – inclusief of de maan altijd een atmosfeer heeft gehad. Planeetwetenschappers zijn heel blij met de eerste resultaten.

Ontwikkeling van de wolken op Titan gedurende 30 uur tussen 4 en 6 november 2022
Ontwikkeling van de wolken op Titan gedurende 30 uur tussen 4 en 6 november 2022 zoals gezien door NIRCam (links) en Keck’s NRC-2 (rechts). Het achterste halfrond van Titan dat hier te zien is, draait van links (dageraad) naar rechts (avond), gezien vanaf de Aarde en de Zon. Wolk A lijkt in beeld te draaien terwijl wolk B lijkt te verdwijnen of zich achterlangs Titan beweegt (in de richting van het halfrond dat van ons af is gericht). Wolken duren niet lang op Titan of de Aarde dus wolken die op 4 november werden gezien zijn mogelijk niet dezelfde als die op 6 november werden gezien. Credit: NASA / ESA / CSA / A. Pagan, STScI / Webb Titan GTO Team.

Met behulp van beelden van de NIRCam van de Webb Space Telescope ontdekten de onderzoekers verschillende wolken in de atmosfeer van Titan.

Door verschillende NIRCam-beelden met elkaar te vergelijken werd al snel bevestigd dat een lichtpuntje dat zichtbaar was op het noordelijk halfrond van Titan in feite een grote wolk was en niet lang erna werd een tweede wolk gezien.

Dat astronomen nu wolken kunnen detecteren op Titan maakt het mogelijk om computermodellen over het klimaat van Titan te valideren. Dit model zegt dat wolken gemakkelijk in het midden van het noordelijk halfrond ontstaan en dat doen tijdens de late zomer wanneer het oppervlak wordt opgewarmd door de Zon.

De onderzoekers realiseerden zich dat het belangrijk was om erachter te komen of de wolken bewogen of van vorm veranderen want dat zou informatie kunnen onthullen over de luchtstroom in de atmosfeer van Titan. Er werd na de eerste waarnemingen van de Webb snel waarneemtijd aangevraagd op de Keck sterrenwacht in Hawaï.

De onderzoekers waren bang dat de wolken verdwenen zouden zijn toen ze twee dagen later met de Keck Telescope naar Titan keken maar tot hun vreugde waren er wolken op dezelfde positie en die zagen eruit alsof ze van vorm waren veranderd.

De wetenschappers verzamelden ook spectra van Titan met het NIRSpec-instrument van de Webb Space Telescope. Die spectra geven toegang tot vele golflengtes die voor telescopen op de grond, zoals de Keck, door de atmosfeer van de Aarde worden geblokkeerd.

De onderzoekers zijn de gegevens nog aan het analyseren maar ze zullen hen in staat stellen om de samenstelling van de lagere atmosfeer en het oppervlak van Titan echt te onderzoeken op manieren die zelfs de Cassini-ruimtesonde van de NASA niet zou kunnen. Bovendien kunnen ze meer leren over wat de heldere structuur boven de zuidpool van Titan veroorzaakt.

Eerste publicatie: 3 december
Bron: NASA, sci-news