カッシーニプローブが2004年に土星に到着して以来、惑星の月のシステムに関する驚くべきことが明らかになりました。土星の最大の月であるタイタンは、特に魅力的な場所でした。そのメタン湖、炭化水素に富んだ大気、および「メタン循環」(地球の「水循環」と同様)の存在の間で、このクロニアンムーンで起こっている魅力的なものが不足することはありません。
それだけでは不十分であるかのように、タイタンも季節の変化を経験しています。現在、冬は南半球で始まり、南極上空の上部大気に強い渦が存在するのが特徴です。これは、北半球で同様のことが起こっていた10年以上前に月を観測し始めたときに、カッシーニプローブが初めて見たものの逆転を表しています。
これらの発見は、10月16日から21日までカリフォルニア州パサデナで開催された米国天文学会分科会および第11回ヨーロッパ惑星科学会議の合同第48回会議で共有されました。これらの機関間の2番目の合同会議として、この年次会議の目標は、惑星科学の分野における国際的な科学的協力を強化することです。
会議の過程で、アテナクステニス博士–研究責任者(1st クラス)フランスの国立科学研究センター(CNRS)と–カッシーニによって取得された最新の大気データを共有しました。彼女が述べたように:
「カッシーニの長い任務とタイタンへの頻繁な訪問により、初めてタイタンの季節変化のパターンを非常に詳細に観察することができました。私たちは真冬の北部に到着し、2シーズンにわたってタイタンの大気の反応を監視する機会を得ました。両方の半球が太陽から等しい熱を受けた春分以来、私たちは急速な変化を見てきました。」
科学者たちは、タイタンの季節的な変化に気付いていました。これは、夏の極で上昇する暖かいガスと冬の極で落ち着く冷たいガスによって特徴付けられ、熱は極から極へと大気中を循環します。このサイクルは、季節が一方の半球から他方の半球に移るときに定期的に逆転します。
2009年に、カッシーニはその年の分点の直後に大規模な逆転を観察しました。これにより、南極の成層圏の周囲で約40°C(104°F)の温度低下が発生し、北半球では徐々に温暖化が起こりました。分点の数か月以内に、南極の上に微量のガス渦が現れ、光る斑点を示したが、北極から同様の特徴が消えた。
このような逆転は、天文学者にタイタンの大気をより詳しく研究する機会を与えるため、重要です。基本的に、南極渦は、複雑な炭化水素、メチルアセチレン、ベンゼンなどの微量ガスの濃度を示し、これらはUV光がない場合に蓄積します。南半球では今冬になり、これらのガスは大量に蓄積することが予想されます。
Coustenisが説明したように、これは惑星の科学者がタイタンの大気のモデルをテストする機会です:
「私たちは最初から冬の始まりを目撃する機会があり、南半球におけるこれらのガス生産プロセスのピーク時間に近づいています。現在、コンピューターモデルによって予測された、タイタンの南極域の上の大気中の新しい分子を探しています。これらの検出を行うことは、進行中の光化学を理解するのに役立ちます。」
以前は、科学者はこれらのガスを夏まで十分に持続する高い北緯でのみ観測することができました。彼らはゆっくりとした光化学的破壊を受けると予想され、そこでは光にさらされると化学的構成に応じて分解されます。ただし、過去数か月の間に、枯渇した分子ガスとエアロゾルのゾーンが、北半球全体にわたって400〜500 kmの高度で発達しました。
これは、高地では、タイタンの大気が複雑なダイナミクスを持っていることを示唆しています。これらが何であるかはまだ明らかではありませんが、タイタンの大気の研究を優先事項にした人々は、知りたがっています。現在から(2017年9月に予定されている)カッシーニミッションの終了までの間、探査機はタイタンの中央と上部の大気がどのように振る舞うかを完全に示していると予想されます。
ミッションの終わりまでに、カッシーニ宇宙探査機は土星の100以上の標的を定められた接近飛行を行いました。そうすることで、タイタンでの通年がどのように見えるかを実際に目撃し、季節の変動性を備えています。この情報は、太陽系の最も不思議な月の1つのより深い謎を理解するのに役立つだけでなく、いつかそこに宇宙飛行士(そして多分入植者さえ)を派遣するときに役立つでしょう!