Миссия Кассини обнаружила закрученный полярный вихрь в лунной атмосфере Сатурна Титана, ученые были очарованы этим сезонным явлением. Теперь, ученые анализируют данные Кассини, обнаружившего высотное облако удивительно холодное и содержащее замороженные частицы цианида водорода — соединение, хорошо известной своей токсичности на Земле.

Это открытие стало неожиданностью для ученых, так как эти облака могут образовываться только при условии если температура в атмосфере Титана будет очень низкая. Это привело к новому исследованию, которое было опубликовано в журнале Nature, о том, как атмосфера Титана вдруг и внезапно и неожиданно охладилась.

“Открытие предполагает, что атмосфера южного полушария Титана охлаждается намного быстрее, чем мы ожидали”, рассказал ведущий исследователь Рамко де Кок из Лейденской Обсерватории и Института Нидерландов SRON Космических исследований.

Титан является единственной луной в Солнечной системе, обладающий плотной атмосферой, как и на Земле. Но в отличие от Земли, Титан находится в 10 раз дальше от Солнца. Поэтому получает очень мало солнечного тепла и жидкая вода невозможна на замерзшей поверхности Луны.

Это не означает, что нет жидкости на поверхности Титана, однако. Титан, как известно, имеет огромные озера из жидкого метана и этана, двух химических веществ с очень низкими точками замерзания. Как водные циклы Земли, Титан также имеет метановые и этановые циклы, где эти вещества выпадают в виде дождя на поверхность, создавая реки, долины и озера.

Даже при том, что Титан находится далеко от Солнца, он имеет сезоны. Во время 29-летней орбиты Сатурна вокруг солнца, Титан испытывает сезонность, которые длятся около 7 лет. В 2009 году северное полушарие Титана перешло от зимы к весне и на лето в южном полушарии. Осенью в южном полушарии в 2012 году, Кассини обнаружил облако, несколько сотен миль в ширину, формирующиеся над Южным полюсом. Но этой осенью вихрь создал загадку; атмосферу считали слишком теплой, чтобы формировать облака.

Использование спектроскопических данных Кассини визуального и инфракрасного картографического спектрометра (VIMS), команда де Кока заметила, что вихрь Южного полюса состоит из заметно различных химических веществ, чем остальная часть богатого азотом атмосфера Титана. Эти облака пронизаны цианистым водородом и возможно только эта ядовитая жидкость могла сформировать замороженные частицы, если бы было внезапное падение температуры на больших высотах в атмосфере Титана. Цианистый водород очень ядовит и имеет целый ряд заявок от промышленных процессов до химического оружия.

Облако цианида Титана смогло бы сформироваться только если температура была бы ниже -234 градусов по Фаренгейту (-148 градусов по Цельсию). Это на 200 градусов по Фаренгейту (100 градусов Цельсия) прохладнее, чем теоретические предсказания.

Чтобы проверить, является ли высокая южная полярная атмосфера Титана действительной при таких низких температурах, исследователи проверили измерения Сложным Инфракрасным Спектрометром Кассини (CIRS), который подтвердил что атмосфера была быстро охлаждена, поддерживая образование высотных водородных облаков цианида. Вместе с изменением сезонности, ограничивая воздействие на область солнечного света, цианистый водород сильно излучает в инфракрасном диапазоне, охлаждая атмосферу над южным полюсом.

Это открытие не только помогает нам понять динамическую природу маленького мира, который пронизан пребиотическими химическими элементами, он также дает нам дразнящую капсулу времени, которая даст нам понимание, как атмосфера Земли возможно, выглядел, когда она была очень молодой.