Про це повідомляє журнал Nature Astronomy.
Після того, як космічні апарати місії "Вояджер" надіслали на Землю знімки Титана, вчені виявили, що поведінка фотохімічного серпанку в атмосфері супутника підпорядковується сезонним закономірностям. Астрономи помітили пів шарову асиметрію в основному шарі туману, а також тонкий шар газу в мезосфері небесного тіла (на висоті 300 – 350 кілометрів). Дослідники пропонували різні пояснення виникнення серпанку у верхній частині атмосфери Титана, наприклад, висхідними потоками аерозолів, однак для розуміння процесів були необхідні додаткові дослідження.
Читайте також: SpaceX запустила Falcon-9 з вантажем для МКС
Автори нової роботи вивчили знімки, отримані вузькокутовою камерою «Кассіні» в період з 2012 по 2016 рік. Спостереження велися в різні дні, на різних висотах і під різними кутами. Науковці склали профіль яскравості і розсіювання аерозолю в атмосфері Титана і простежили за тим, як він змінювався з часом.
У 2009 році на знімках було чітко видно відокремлений шар тонкого серпанку в верхньому шарі атмосфери, який почав зменшуватися, коли на супутнику Сатурна настало рівнодення. З цього моменту, він скоротився приблизно на 80 кілометрів за 100 днів, після чого ця швидкість зменшилася. Через три роки туман в мезосфері зник і з'явився на висоті близько 480 кілометрів лише через 6,5 років після рівнодення на Титані, причому за досить короткий період часу – 2,5 місяця. Зараз він опустився вниз на 80 кілометрів і поступово зникає. Крім того, в 2017 році з'явився новий шар серпанку на висоті 510 кілометрів.
Кліматичні моделі показують, що протягом основної частини року в верхніх шарах атмосфери Титана завдяки висхідним потокам скупчуються аерозолі і макромолекули, які і формують серпанок. У період рівнодення симуляції пророкують зворотні зміни сезонної атмосферної циркуляції, під час яких припиняється рух вертикальний рух потоків. В результаті частинки перестають утримуватися в мезосфері і падають вниз.
Читайте також: Астрономи навчили штучний інтелект шукати протопланетні диски
Дослідники заявляють, що їх робота дозволяє краще зрозуміти процеси, що відбуваються в мезосфері Титана. Крім того, серпанок, найімовірніше, помітний в тепловому діапазоні (інфрачервоного випромінення), завдяки чому астрономи зможуть відстежувати сезонні цикли на небесному тілі.
Крім серпанку, на Титані також присутні масштабні вихори, поведінка яких також змінюється з часом. Нещодавно вчені відзначили несподівано різке зменшення температури вихору біля південного полюса Титана, яке можна пояснити охолодженням атмосфери через інфрачервоне випромінення молекул слідових газів.