Amerykański kosmiczny teleskop rentgenowski Chandra sfotografował rzadkie zjawisko – przejście Tytana, jedynego w Układzie Słonecznym księżyca mającego atmosferę, na tle mgławicy Krab, jasnego źródła promieniowania X. Pozwoliło to astronomom na pierwszy pomiar rozmiarów tej atmosfery.

Przejście na tle mgławicy, będącej pozostałością po wybuchu supernowej z 1054 roku, miało miejsce 5 stycznia 2003 roku. Do zbliżenia Saturna i jego Księżyców z M1 dochodzi raz na 30 lat, jednak przejścia na tle mgławicy to zjawiska bardzo rzadkie.

To najprawdopodobniej pierwsze takie przejście od czasu narodzin mgławicy. Następne będzie miało miejsce w 2267 rok” – powiedział Koji Mori z Pennsylvania State University w University Park, główny autor pracy, która ukazała się w Astrophysical Journal.

Obserwacje Chandry pokazały, że cień rzucany przez Tytana w promieniowaniu rentgenowskim jest większy niż rozmiary księżyca. Różnica wskazuje na to, że atmosfera pochłaniająca promieniowanie X ma około 880 kilometrów grubości. Jest to zgodne (lub około 10-15 procent większe) z radiowymi, podczerwonymi i ultrafioletowymi obserwacjami wykonanymi w 1980 roku przez sondę Voyager 1.

W 2003 roku Saturn był o około 5 procent bliżej Słońca i dodatkowe ogrzewanie mogło spowodować rozszerzenie się atmosfery” – powiedział Hiroshi Tsunemi z Uniwersytetu w Osace, jeden ze współautorów pracy.

Duża jasność Kraba w promieniowaniu X pozwoliła na przeprowadzenia bardzo dokładnych pomiarów rentgenowskiego cienia.

Obserwacje były prowadzone w sposób odwrotny do typowego. Zwykle Chandra rejestruje promieniowanie rentgenowskie. Tym razem użyła Kraba jako źródła promieniowania oświetlającego rzucający cień obiekt. Podobnie robi się w czasie prowadzenia medycznych badań rentgenowskich.

Atmosfera Tytana składająca się w 95 procentach z azotu i 5 procentach z metanu ma przy powierzchni księżyca ciśnienie około 1,5 ciśnienia na poziomie morza na Ziemi. Voyager 1 zbadał jej strukturę w warstwach niższych niż 500 kilometrów i wyższych niż 1000 kilometrów. Obszar pośredni pozostał niezbadany.

Trasa przejścia Tytana, księżyca Saturna, na tle Mgławicy Krab 5 stycznia 2003 roku. Fotografię mgławicy wykonało obserwatorium Chandra.

Zrozumienie budowy atmosfery Tytana jest ważne dla misji Cassini-Huygens, która ma dotrzeć do Saturna i jego księżyców w lipcu bieżącego roku i rozpocząć czteroletnie badania. Plan przewiduje zbliżenia do księżyca na mniej niż 1000 kilometrów i opuszczenie w jego atmosferę lądownika. Jeśli atmosfera rozszerzyła się, potrzebne będą zmiany trajektorii.

Obserwacje wykonywano 5 stycznia 2003 roku pomiędzy 10:04 i 19:46 naszego czasu.

Autor

Michał Matraszek