Crédito da imagem: Keck
À medida que a sonda Cassini-Huygens se aproxima de um encontro de julho com Saturno e sua lua Titan, uma equipe da Universidade da Califórnia, Berkeley, os astrônomos produziram uma visão detalhada da nebulosidade da lua e o que a sonda Huygens verá ao mergulhar na atmosfera de Titã para pousar na superfície.
A astrônoma Imke de Pater e seus colegas da UC Berkeley usaram óptica adaptativa no telescópio Keck, no Havaí, para imaginar a névoa de hidrocarbonetos que envolve a lua, tirando fotos em várias altitudes de 150 a 200 quilômetros até a superfície. Eles montaram as imagens em um filme que mostra o que Huygens encontrará quando descer à superfície em janeiro de 2005, seis meses após a sonda Cassini entrar em órbita em torno de Saturno.
"Antes, podíamos ver cada componente da névoa, mas não sabíamos exatamente onde estava na estratosfera ou na troposfera. Estas são as primeiras imagens detalhadas da distribuição da neblina com a altitude ”, disse o químico atmosférico Mate Adamkovics, um estudante de graduação da Faculdade de Química da Universidade de Berkeley. "É a diferença entre um raio-X da atmosfera e uma ressonância magnética".
"Isso mostra o que pode ser feito com os novos instrumentos no telescópio Keck", acrescentou de Pater, referindo-se ao espectrômetro de infravermelho próximo (NIRSPEC) montado com o sistema de óptica adaptativa. "É a primeira vez que um filme é feito, o que pode nos ajudar a entender a meteorologia em Titã."
Adamkovics e de Pater observam que, mesmo após Cassini chegar a Saturno este ano, as observações terrestres podem fornecer informações importantes sobre como a atmosfera de Titã muda com o tempo e como a circulação se une à química atmosférica para criar aerossóis na atmosfera de Titã. Isso se tornará ainda mais fácil no próximo ano, quando o OSIRIS (Espectrógrafo de Imagem por Infravermelho Supressor de OH) estiver on-line nos telescópios Keck, disse Pater. OSIRIS é um espectrógrafo de campo integral de infravermelho próximo projetado para o sistema de óptica adaptativa do Keck que pode amostrar um pequeno pedaço retangular do céu, ao contrário do NIRSPEC, que prova uma fenda e deve escanear um pedaço do céu.
De Pater apresentará os resultados e o filme na quinta-feira, 15 de abril, em uma conferência internacional na Holanda por ocasião do 375º aniversário do cientista holandês Christiaan Huygens. Huygens foi o primeiro "diretor científico" do Académie Française e o descobridor de Titã, a maior lua de Saturno, em 1655. A conferência de quatro dias, iniciada em 13 de abril, está sendo realizada no Centro Espacial e Tecnológico Europeu em Noordwijk.
A missão Cassini-Huygens é uma colaboração internacional entre três agências espaciais - a Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço, a Agência Espacial Européia e a Agência Espacial Italiana - envolvendo contribuições de 17 nações. Foi lançada a partir do Centro Espacial Kennedy em 15 de outubro de 1997. A sonda chegará a Saturno em julho, com a expectativa da sonda Cassini enviar dados do planeta e de suas luas por pelo menos quatro anos. O orbitador também retransmitirá dados da sonda Huygens à medida que mergulha na atmosfera de Titã e depois que pousa na superfície no próximo ano.
O que torna Titã tão interessante é sua aparente semelhança com uma jovem Terra, uma época em que a vida presumivelmente surgiu e antes que o oxigênio mudasse a química do nosso planeta. As atmosferas de Titã e da Terra primitiva eram dominadas por quase a mesma quantidade de nitrogênio.
A atmosfera de Titã possui uma quantidade significativa de gás metano, que é quimicamente alterado pela luz ultravioleta na atmosfera superior, ou estratosfera, para formar hidrocarbonetos de cadeia longa, que se condensam em partículas que criam uma névoa densa. Esses hidrocarbonetos, que poderiam ser como óleo ou gasolina, acabam se assentando na superfície. As observações de radar indicam áreas planas na superfície da lua que podem ser piscinas ou lagos de propano ou butano, disse Adamkovics.
Os astrônomos conseguiram perfurar a névoa de hidrocarbonetos para olhar a superfície usando telescópios terrestres com óptica adaptativa ou interferometria de salpicos e com o Telescópio Espacial Hubble, sempre com filtros que permitem aos telescópios ver através de "janelas" na neblina, onde o metano não absorve.
Imaginar a névoa em si não tem sido tão fácil, principalmente porque as pessoas tiveram que observar em diferentes comprimentos de onda para vê-la em altitudes específicas.
"Até agora, o que sabíamos sobre a distribuição da neblina vinha de grupos separados, usando técnicas diferentes, filtros diferentes", disse Adamkovics. "Temos tudo isso de uma só vez: a distribuição tridimensional de neblina em Titã, quanto em cada lugar do planeta e quão alto na atmosfera, em uma observação."
O instrumento NIRSPEC no telescópio Keck mede a intensidade de uma faixa de comprimentos de onda no infravermelho próximo de uma só vez, enquanto examina cerca de 10 fatias ao longo da superfície de Titã. Essa técnica permite a reconstrução da neblina versus altitude, porque os comprimentos de onda específicos devem provir de altitudes específicas ou eles não seriam visíveis devido à absorção.
O filme Adamkovics e De Pater juntos mostra uma distribuição de neblina semelhante à que havia sido observada antes, mas mais completa e montada de uma maneira mais amigável. Por exemplo, a neblina na atmosfera sobre o Polo Sul é muito evidente, a uma altitude entre 30 e 50 quilômetros. Sabe-se que essa névoa se forma sazonalmente e se dissipa durante o “ano” de Titã, que é de aproximadamente 29 anos e meio da Terra.
A neblina estratosférica a cerca de 150 quilômetros é visível em uma grande área no hemisfério norte, mas não no hemisfério sul, uma assimetria observada anteriormente.
Na tropopausa do hemisfério sul, a fronteira entre a atmosfera mais baixa e a estratosfera a cerca de 42 quilômetros de altitude, a neblina de cirros é visível, análoga à neblina de cirros na Terra.
As observações foram feitas em 19, 20 e 22 de fevereiro de 2001 por De Pater e colega Henry G. Roe, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, e analisadas por Adamkovics usando modelos feitos por Caitlin A. Griffith da Universidade do Arizona, com co-autor SG Gibbard do Laboratório Nacional Lawrence Livermore.
O trabalho foi patrocinado em parte pela National Science Foundation e pelo Technology Center for Adaptive Optics.
Fonte original: Comunicado de imprensa da UC Berkeley
