Откриване на свръхзвукови ветрове в горната атмосфера на Титан - LESIA - Обсерватория в Париж

Понеделник, 15 април 2019 г.

Международен екип, ръководен от изследователи на LESIA, току-що извърши първото директно измерване на скоростта на вятъра в най-горната атмосфера на Титан, използвайки наблюдения от интерферометъра ALMA. Проучването, публикувано в списание Nature Astronomy от 15 април 2019 г., подчертава присъствието на 1000 км от силен екваториален свръхзвуков вятър, пътуващ Титан от Запад на Изток със скорост 350 m/s, чийто произход остава да се обясни.

Титан, най-големият спътник на Сатурн се върти относително бавно върху себе си за 16 дни. Дебелата му атмосфера обаче, която се простира до около 1500 км над повърхността, се завърта в същата посока като Титан, но много по-бързо. По този начин, на надморска височина от 300 км, зоналните ветрове, тоест успоредно на екватора и които се обръщат от Запад на Изток, могат да достигнат 200 m/s, след това те обикалят Титан само за около 24 часа. Твърди се, че атмосферата е супер въртяща се. Това явление се наблюдава само върху два обекта в Слънчевата система: Венера и Титан. Това се разбира, че се дължи на комбинирания ефект на меридионалната циркулация и вълните, пренасящи ъгловия момент към екватора. Сондата Касини, която наблюдаваше атмосферата на Титан от 2004 до 2017 г., не носеше специален инструмент за директно измерване на ветровете. Благодарение на измерването на температурните полета (определени от топлинните емисии на атмосферата) ветровете и техните сезонни промени могат да бъдат определени до около 400 км. Въпреки това, над тази надморска височина, досега вятърният режим е бил слабо разбран.

Как се измерват ветровете в горната атмосфера на Титан ?

Благодарение на несравнимата спектрална и пространствена разделителна способност на интерферометъра ALMA сега изследователите имат достъп до директно и прецизно измерване на скоростта на вятъра чрез измерване на Доплеровото изместване на молекулните линии, присъстващи в атмосферата на Титан.

откриване

Доплерово изместване, наблюдавано между западния (в червено) и източния (в черно) крайник на екваториалната област за две линии CH3CN (една центрирана на 349.44699 GHz, съответстваща на нулата на честотната скала) и линия на HNC (изомер на HCN, центрирано на 362.63030 GHz). Изместването на спектрите между двете крайници се дължи на бързи ветрове, въртящи се в същата посока като повърхността на Титан.

Използваните данни имат пространствена разделителна способност, която позволява да се раздели дискът Titan (1 дъгови секунди, включително неговата атмосфера) и да се изолира емисията в крайника. Изследователите анализираха данните, получени през 2016 г., за да изготвят карти на вятъра от доплеровите смени на емисионните линии на HCN, DCN, CH3CN, CH3CCH, HC3N и HNC. Получените карти на вятъра за всяка от тези молекули показват наличието на силни прогресивни ветрове със скорости от порядъка на 250-350 m/s и различни структури от една молекула на друга.