Artikel 21. August 2002 | ||||||
Smog auf Titan zeigt Wetterstrukturen
Saturnmond ist der einzige mit dichter Atmosphäre - Geheimnisse sollen bei Besuch von Cassini/Huygens gelöst werden
Von Titan's hochfliegender Smoghülle weiß man inzwischen, daß sie sich im Laufe der Jahreszeiten verändert, und die Atmosphäre des Mondes muß ununterbrochen zirkulieren, wie Theoretiker annehmen, aber bisher waren die Astronomen noch nicht in der Lage, die Hülle zu durchdringen und festzustellen, was dort vor sich geht. Sichere Antworten auf diese Fragen erwartet man in zwei Jahren, wenn die Raumsonde CASSINI Titan im Detail erkundet. In der Zwischenzeit hilft eine neue Studie, die am 22. August in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde, zu bestätigen, was Forscher längst vermutet hatten. Einzigartiger Mond Titan ist der einzige Mond in unserem Sonnensystem mit einer dichten Atmosphäre. Wegen der großen Entfernung von der Erde, sind die Beobachtungsmöglichkeiten beschränkt und auch aufgrund der Tatsache, daß die Smogschicht die Oberfläche und selbst Wolken, die in mittlerer Höhe existieren, komplett verdeckt. Einige der besten Daten von Titan sind mehr als zwei Jahrzehnte alt und wurden von den Voyager-Sonden gewonnen. Titan hat einen Durchmesser von 5150 km, ist damit größer als der Merkur und etwa halb so groß wie die Erde und wird unter den Monden im Sonnensystem nur noch von Jupiter's Mond Ganymed übertroffen.
Dennoch wissen die Astronomen, daß Titan, wie jeder Planet oder Mond, mehr Wärmestrahlung am Äquator als den Polen abbekommt, was zu einer ungleichmäßig erwärmten Welt führt, die irgendeine Art von Zirkulation hervorrufen muß. Die Vermutung liegt daher nahe, daß erwärmte Luft am Äquator aufsteigt, in großer Höhe zu den Polen driftet, dort abkühlt und absinkt, um dann am Boden zum Äquator zurückzufließen. Man vermutet, daß dieser Prozess, der als meridionales Zirkulationsmuster bezeichnet wird, im Vergleich mit irdischen Zirkulationen langsam abläuft. Titan's Atmosphäre Mittels komplexer Zirkulationsmodelle, die auf irdischer Atmosphärendynamik basiert, hat ein Team von Theoretikern der Universität von Paris, geführt von Pascal Rannou, die Bildung, Entwicklung und Bewegung von Smogpartikeln in Titan's Atmosphäre verfolgt. Die Wissenschaftler fanden heraus, daß die Idee der meridionalen Zirkulationsmuster und anderer interessanter atmosphärischer Rotationsmuster durch ihre Ergebnisse unterstützt wird. Titan's Atmosphäre besteht hauptsächlich aus Stickstoff mit einer Spur von Methan und einer faszinierenden Sammlung von sogenannten organischen Molekülen, die wichtig für Leben sind. Obwohl dies nicht bedeutet, daß auf Titan Leben möglich ist, wird der Mond von Astrobiologen als eine Welt betrachtet, die sehr der frühen Erde ähneln könnte und deshalb einige Antworten bereit halten könnte, wie Leben entsteht. Da die Schwerkraft von Titan nur etwa ein Siebtel der der Erde beträgt, mag es überraschen, daß es dort überhaupt so etwas wie eine Atmosphäre gibt. Allerdings ist es dort kalt (die Oberflächentemperatur beträgt nur etwa -178°C), und kalte Dinge sind weniger geneigt, der relativ schwachen Gravitation zu entfliehen. Der atmosphärische Druck an der Oberfläche ist dafür etwa anderthalb Mal so groß, wie auf der Erde.
Smogverfolgung Während der ganzen Zeit bilden große Moleküle in etwa 400 km Höhe eine losgelöste Schicht von dunstigem Smog (bestehend hauptsächlich aus Methan und Ethan), wie Robert Samuelson, Astronom der Universität von Maryland, erzählt, der zwar nicht an der Studie selbst beteiligt ist, aber für Nature eine Analyse darüber zusammenstellt. "Der Smog und die organischen Gase auf Titan haben alle eine gemeinsame Charakteristik," erklärt Samuelson, der auch für das Goddard Raumflugzentrum der NASA arbeitet. "Beides wird in einer größeren Höhe geboren, als es dann letztlich stirbt." Rannou und seine Kollegen benutzten diese Smogmoleküle als Anzeiger für die Bewegung der gesamten Atmosphäre und stellten so ein numerisches Modell zur Verfügung, das das unterstützt, was die Theoretiker und die wenigen beschränkten Beobachtungen vermuten ließen. Die Smogpartikel bleiben intakt, während sie sich vom Äquatorgebiet zu den Polen bewegen und bilden dabei die hohe globale Hülle. An den Polen sinken sie ab und formen eine ringförmige Kappe, die von Voyager 2 beobachtet worden war. Als nächstes: CASSINI Samuelson schreibt aber auch, daß einige Aspekte von Rannou's Modell mit aktuellen Beobachtungen nicht übereinstimmen. Ein vollständigeres und genaueres Verständnis über Titan könnten wir bekommen, wenn im Jahr 2004 CASSINI am Saturn ankommt. Die gemeinsame Mission von NASA und ESA wird eine Sonde mit Namen HUYGENS in die Atmosphäre Titans absetzen, um für kurze Zeit Wind, Temperaturen und mit etwas Glück auch Bodenbedingungen zu erkunden. In der Zwischenzeit wird CASSINI den Mond aus der Höhe mit Instrumenten, die viel fortschrittlicherer Technologie entspringen, als die der Voyager Sonden, studieren. Samuelson und andere Wissenschaftler erwarten deshalb, daß die Mission neue Daten zur Verfügung stellen wird, die helfen werden, das geheimnis um das Titanwetter zu entschleiern. Quelle: Space.com |