Астрономы впервые зафиксировали конвекцию облаков метана в северном полушарии Титана, покрытого плотной атмосферой и известного своим уникальным «метановым» климатом. Открытие было сделано с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» и наземной обсерватории Кек II. Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.
Ранее подобные процессы наблюдали только в южном полушарии Титана. Теперь же ученым удалось зафиксировать, как облака в северной части поднимаются на высоту, подтверждая активную циркуляцию атмосферы вблизи многочисленных метановых озер и морей, сосредоточенных именно на севере спутника.
На Титане, где температура опускается до –180 °C, вместо водного круговорота, как на Земле, существует метановый. Метан испаряется с поверхности, образует облака и возвращается в виде дождя. Новый цикл наблюдений в конце северного лета, который не удалось изучить во время миссии «Кассини», позволил зафиксировать вертикальное перемещение облаков, типичное для конвективной активности. Хотя осадки при этом не наблюдались, данные подтверждают, что облака поднимаются на значительные высоты — в тропосфере Титана, простирающейся до 45 км (для сравнения, на Земле — около 12 км).
Наблюдения также позволили зафиксировать присутствие метильного радикала (CH₃) — крайне нестабильной молекулы, образующейся при распаде метана под действием солнечного света и частиц из магнитосферы Сатурна. Это один из первых случаев, когда астрономам удалось поймать такой «промежуточный» продукт на месте.
Как отметила соавтор исследования Стефани Милам из Центра космических полетов Годдарда НАСА
«Это как увидеть, как поднимается пирог в духовке — не просто до и после, а сам процесс».
Метан играет ключевую роль в химии и климате Титана. Однако под воздействием внешней энергии он постепенно разлагается, и его запасы со временем могут истощиться — как это произошло на Марсе, потерявшем свою воду и атмосферу. Ученые предполагают, что на Титане метан может поступать из недр или подповерхностных резервуаров, поддерживая атмосферу на протяжении миллиардов лет.
Эти данные расширяют наше понимание динамики атмосферы Титана и его климатических процессов, а также имеют значение для астробиологических исследований. Благодаря органической химии и условиям, отдаленно напоминающим Земные, Титан остается одним из самых перспективных объектов Солнечной системы для поиска следов древней или гипотетической жизни.