Wissenschaftler haben in Bildern, die Anfang November vom James Webb Space Telescope (JWST) der NASA aufgenommen wurden, etwas Interessantes auf dem Saturnmond Titan bemerkt – Wolken. Insbesondere Wolken auf der Nordhalbkugel von Titan.
Für den durchschnittlichen Beobachter mögen Wolken unbedeutend erscheinen. Aber für Wissenschaftler können Wolken viel über die Atmosphäre eines Planeten (oder in diesem Fall eines Satelliten) aussagen. Titan ist der einzige Mond im Sonnensystem mit einer dichten Atmosphäre, daher hilft die Untersuchung der Wolken Wissenschaftlern zu verstehen, wie die Atmosphäre von Titan funktioniert – und warum er überhaupt eine Atmosphäre hat. Die Wolken bestätigen erneut Wettermodelle, die Wolken auf der Nordhalbkugel von Titan im Sommer vorhersagen, wenn die Region in Sonnenlicht getaucht ist.
Wissenschaftler warten gespannt auf Beobachtungen von Titan, seit die Cassini-Mission der NASA endete, nachdem sie 2017 in die Atmosphäre des Saturn gestürzt war. Laut NASA ist die Atmosphäre von Titan mit Stickstoff und Methan gesättigt und erstreckt sich 600 km in den Weltraum, was der 10-fachen Höhe der Erdatmosphäre entspricht. An seinen äußeren Rändern spaltet die Sonnenstrahlung Methan- und Stickstoffmoleküle, und die verbleibenden Teile verbinden sich wieder zu großen organischen Molekülen, die einen dicken, suppigen Dunst erzeugen. Dieser Dunst blockiert sichtbares Licht, was es schwierig macht, die untere Atmosphäre und die Oberfläche von Titan zu beobachten. Glücklicherweise werden die Infrarotkameras von JWST Wissenschaftlern einen beispiellosen Blick auf die untere Atmosphäre und die Oberfläche des Mondes ermöglichen.
Während das wissenschaftliche Team begeistert war, die Wolken zu sehen, zeigten die JWST-Bilder nur eine Momentaufnahme. Um wirklich zu verstehen, wie die Atmosphäre von Titan funktioniert, benötigen Forscher mehrere Bilder, um zu sehen, wie die Wolken ihre Form verändern. Also wandte sich das Team an Kollegen an einem bodengestützten Teleskop, dem Keck-Observatorium auf Hawaii. Glücklicherweise hatten sich die Wolken noch nicht verzogen, als Keck einige Tage später seine Beobachtungen machte.
Titan zieht Wissenschaftler aus vielen Gründen an. Erstens erzeugt die ultraviolette Strahlung der Sonne riesige organische Moleküle in der stickstoff- und methanreichen Atmosphäre des Titans. Diese dunstige Atmosphäre hüllt eine Oberfläche ein, die mit riesigen Dünenfeldern sowie Seen, Meeren und Flüssen aus flüssigen Kohlenwasserstoffen wie Methan und Ethan bedeckt ist. Und tief unter der Oberfläche von Titan, vermuten Wissenschaftler, befindet sich ein Ozean aus salzigem, flüssigem Wasser, was Titan zu einem Kandidaten für potenzielles Leben jenseits der Erde macht.
Wolkenbilder sind nicht die einzigen Daten, die JWST Anfang November erhalten hat. Anhand der Daten des Nahinfrarot-Spektrographen des Teleskops können Wissenschaftler die Zusammensetzung der unteren Atmosphäre von Titan untersuchen, die mit bodengestützten Teleskopen wie Keck nicht beobachtet werden kann.
Die Daten, die das Team noch analysiert, "werden es uns ermöglichen, die Zusammensetzung der unteren Atmosphäre und der Oberfläche des Saturns auf eine Weise zu erforschen, wie es selbst die Raumsonde Cassini nicht konnte", sagte das Team.
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