画像クレジット：ケック
カッシーニホイヘンス宇宙船が土星とその月である7月の遭遇に近づくと、カリフォルニア大学バークレー校のチームであるタイタンは、天文学者が月の雲のカバーと、ホイヘンスの探査機が大気中を潜るときの様子を詳細に調べています。タイタンの水面に着陸します。
天文学者のイムケ・デ・ペイターと彼女のカリフォルニア大学バークレー校の同僚は、ハワイのケック望遠鏡で補償光学を使用して、月を包んでいる炭化水素の煙を画像化し、150〜200 kmのさまざまな高度で地表までスナップショットを撮りました。彼らは写真を組み立てて、ホイヘンスがカッシーニ宇宙船が土星の周りの軌道に入ってから6か月後の2005年1月に水面に降下したときに遭遇することを示す映画にまとめました。
「以前は、ヘイズの各要素を見ることができましたが、それが成層圏または対流圏のどこにあるのか正確にはわかりませんでした。これらは、高度とヘイズの分布の最初の詳細な写真です」とUCバークレー化学大学の大学院生である大気化学者のメイトアダムコビクス氏は述べています。 「これは、大気のX線とMRIの違いです。」
「これは、ケック望遠鏡の新しい機器で何ができるかを示しています」と、補償光学システムを搭載した近赤外線分光計（NIRSPEC）に言及して、デペイターは付け加えました。 「映画が作成されたのはこれが初めてです。タイタンの気象を理解するのに役立ちます。」
Adamkovicsとde Paterは、カッシーニが今年土星に到達した後よりも、地上ベースの観測は、タイタンの大気が時間とともにどのように変化するか、そして循環が大気化学とどのように結びつき、タイタンの大気中にエアロゾルを生成するかについての重要な情報を提供することができます。これは来年、OSIRIS（OH-Suppressing Infra-Red Imaging Spectrograph）がKeck望遠鏡でオンラインになるとさらに簡単になると、De Pater氏は述べています。 OSIRISは、スリットをサンプリングして空のパッチをスキャンする必要があるNIRSPECとは異なり、Keckの補償光学システム用に設計された近赤外線積分フィールドスペクトログラフです。
デペーターは、結果と映画を4月15日木曜日にオランダの科学者、クリスティアンホイヘンスの375歳の誕生日にオランダで開催される国際会議で発表します。ホイヘンスは、アカデミーフレイエーズの最初の「科学ディレクター」であり、土星の最大の月であるタイタンを1655年に発見しました。4月13日から始まった4日間の会議は、欧州宇宙技術センターで行われています。ノールドワイクで。
Cassini-Huygensのミッションは、3つの宇宙機関（National Aeronautics and Space Administration、European Space Agency、Italian Space Agency）間の国際協力であり、17か国からの貢献が含まれます。それは1997年10月15日にケネディ宇宙センターから打ち上げられました。宇宙船は7月に土星に到着し、カッシーニ軌道探査機は少なくとも4年間は惑星と月のデータを返すと予想されています。オービターはまた、タイタンの大気を突き抜けて来年に表面に着陸した後、ホイヘンスプローブからのデータを中継します。
タイタンを非常に興味深いものにしているのは、生命が恐らく生まれ、酸素が私たちの惑星の化学を変化させる前の時代である、若い地球に似ているように見えます。タイタンと初期地球の両方の大気は、ほぼ同じ量の窒素に支配されていました。
タイタンの大気には大量のメタンガスがあり、上層大気または成層圏の紫外光によって化学的に変化して、長鎖炭化水素を形成し、それが凝縮して粒子状になり、高密度の曇りを作り出します。これらの炭化水素は、油やガソリンのようになる可能性があり、最終的には表面に沈殿します。レーダー観測は、プロパンまたはブタンのプールまたは湖である可能性のある月の表面の平坦な領域を示している、とアダムコビッチは言った。
天文学者は、補償光学またはスペックル干渉法を備えた地上の望遠鏡、およびハッブル宇宙望遠鏡を使用して、常に望遠鏡が煙霧の「窓」を通して見えるようにするフィルターを使用して、炭化水素ヘイズに穴を開けて表面を見ることができましたメタンは吸収しません。
ヘイズ自体のイメージングはそれほど簡単ではありませんでした。主に人々が特定の高度でそれを見るには、さまざまな波長で観察する必要があったためです。
「これまで、ヘイズの分布について知っていたのは、さまざまな手法やフィルターを使用した別々のグループからのものでした」とアダムコビッチ氏は語った。 「すべてを一度に取得します。1回の観察で、タイタンのヘイズの3D分布、地球上の各場所での量、大気中の高さを確認できます。」
ケック望遠鏡のNIRSPEC機器は、近赤外波長のバンドの強度を一度に測定し、タイタンの表面に沿って約10スライスをスキャンします。特定の波長は特定の高度から取得する必要があるか、吸収のためにそれらがまったく見えないため、この手法ではヘイズと高度を再構成できます。
Adamkovicsとde Paterがまとめた映画は、以前に観察されたものと同様のヘイズ分布を示していますが、より完全で、よりユーザーフレンドリーな方法で組み立てられています。たとえば、南極上空の煙霧は、高度30〜50 kmで非常にはっきりしています。このヘイズは季節的に形成され、地球の約29 1/2年間であるタイタンの「年」中に消散することが知られています。
約150 kmの成層圏ヘイズは、北半球の広い領域で見えますが、南半球では見えません。これは、以前に観測された非対称性です。
南半球の対流圏界面、高度約42キロでの低層大気と成層圏の境界には、地球上の巻雲のヘイズに類似した巻雲のヘイズが表示されます。
観測は、2001年2月19、20、22日にカリフォルニア工科大学のde Paterおよび同僚のHenry G. Roeによって行われ、アリゾナ大学のCaitlin A. Griffithによって作成されたモデルを使用してAdamkovicsによって分析されました。共著者のローレンスリバモア国立研究所のSGギバード。
仕事は部分的に全米科学財団と適応光学技術センターによって後援されました。
元のソース：UCバークレーニュースリリース
