Am Samstagmorgen, dem 5. November, wachte ein internationales Team von Planetenwissenschaftlern mit großer Freude über die ersten Webb-Bilder von Titan, dem größten Saturnmond, auf. Hier beschreiben Principal Investigator Conor Nixon und andere Mitglieder des Teams des Guaranteed Time Observation (GTO)-Programms 1251, die Webb zur Untersuchung der Atmosphäre und des Klimas von Titan verwenden, ihre ersten Reaktionen auf das Sehen der Daten.
„Titan ist der einzige Mond im Sonnensystem mit einer dichten Atmosphäre, und es ist auch der einzige Planetenkörper außer der Erde, der derzeit Flüsse, Seen und Meere hat. Im Gegensatz zur Erde besteht die Flüssigkeit auf der Oberfläche von Titan jedoch aus Kohlenwasserstoffen einschließlich Methan und Ethan, nicht Wasser Seine Atmosphäre ist mit dichtem Dunst gefüllt, der sichtbares Licht verdeckt, das von der Oberfläche reflektiert wird.
„Wir hatten jahrelang darauf gewartet, mit Webbs Infrarot-Vision die Atmosphäre von Titan zu untersuchen, einschließlich seiner faszinierenden Wettermuster und seiner gasförmigen Zusammensetzung, und auch durch den Dunst zu sehen, um Albedo-Merkmale (helle und dunkle Flecken) auf der Oberfläche zu untersuchen. Die Atmosphäre von Titan ist unglaublich interessant , nicht nur wegen seiner Methanwolken und Stürme, sondern auch wegen dessen, was er uns über die Vergangenheit und Zukunft von Titan verraten kann – einschließlich der Frage, ob er schon immer eine Atmosphäre hatte.Wir waren von den ersten Ergebnissen absolut begeistert.
„Teammitglied Sebastien Rodriguez von der Université Paris Cité war der erste, der die neuen Bilder sah, und alarmierte den Rest von uns per E-Mail: ‚Was für ein Aufwachen heute Morgen (Pariser Zeit)! Viele Benachrichtigungen in meiner Mailbox! Ich ging direkt auf meinen Computer und begann sofort damit, die Daten herunterzuladen. Auf den ersten Blick ist es einfach außergewöhnlich! Ich glaube, wir sehen eine Wolke!‘
Heidi Hammel, Leiterin des Webb Solar System GTO-Projekts von der Association of Universities for Research in Astronomy (AURA), hatte eine ähnliche Reaktion: „Fantastisch! Ich liebe es, die Wolke und die offensichtlichen Albedo-Markierungen zu sehen. Also freue ich mich auf die Spektren! Herzlichen Glückwunsch, Alle!!! Danke!‘
„So begann ein Tag hektischer Aktivität. Durch den Vergleich verschiedener Bilder, die von Webbs Nahinfrarotkamera (NIRCam) aufgenommen wurden, bestätigten wir bald, dass ein heller Fleck, der auf der Nordhalbkugel von Titan sichtbar war, tatsächlich eine große Wolke war. Nicht lange danach bemerkten wir a zweite Wolke Das Erkennen von Wolken ist aufregend, weil es lang gehegte Vorhersagen von Computermodellen über das Klima auf Titan bestätigt, dass sich während des Spätsommers, wenn die Oberfläche von der Sonne erwärmt wird, leicht Wolken auf der mittleren Nordhalbkugel bilden würden.
„Wir erkannten dann, dass es wichtig war, herauszufinden, ob sich die Wolken bewegten oder ihre Form änderten, was Informationen über die Luftströmung in der Atmosphäre von Titan preisgeben könnte. Also wandten wir uns schnell an Kollegen, um Folgebeobachtungen mit dem Keck-Observatorium in Hawaii anzufordern ‚Ich an diesem Abend.
„Unser Webb-Titan-Teamleiter Conor Nixon vom Goddard Space Flight Center der NASA schrieb an Imke de Pater von der University of California, Berkeley, und Katherine de Kleer vom Caltech, die über umfangreiche Erfahrung mit Keck verfügen: ‚Wir haben gerade unsere ersten Bilder von Titan erhalten von Webb, aufgenommen letzte Nacht. Sehr aufregend! Es scheint eine große Wolke zu geben, wir glauben über der nördlichen Polarregion in der Nähe von Kraken Mare. Wir haben uns über eine schnelle Folgebeobachtung auf Keck gewundert, um eine Entwicklung in der Wolke zu sehen? ‚
„Nach Verhandlungen mit den Keck-Mitarbeitern und Beobachtern, die das Teleskop bereits an diesem Abend verwenden sollten, stellten Imke und Katherine schnell eine Reihe von Beobachtungen an. Das Ziel war, Titan von seiner Stratosphäre bis zur Oberfläche zu untersuchen, um zu versuchen, die Wolken einzufangen Wir sahen mit Webb. Die Beobachtungen waren ein Erfolg!“ Imke de Pater kommentierte: „Wir waren besorgt, dass die Wolken verschwunden sein würden, als wir Titan zwei Tage später mit Keck betrachteten, aber zu unserer Freude sahen wir Wolken an denselben Positionen als hätten sie ihre Gestalt verändert.‘
„Nachdem wir die Keck-Daten erhalten hatten, wandten wir uns an Experten für atmosphärische Modellierung, um sie bei der Interpretation zu unterstützen. Einer dieser Experten, Juan Lora von der Yale University, bemerkte: ‚In der Tat aufregend! Ich bin froh, dass wir das sehen, da wir es getan haben haben für diese Saison ein gutes Stück Wolkenaktivität vorhergesagt! Wir können nicht sicher sein, dass die Wolken am 4. und 6. November die gleichen Wolken sind, aber sie sind eine Bestätigung für saisonale Wettermuster.
„Das Team sammelte auch Spektren mit dem Nahinfrarot-Spektrographen (NIRSpec) von Webb, der uns Zugang zu vielen Wellenlängen verschafft, die für bodengestützte Teleskope wie Keck durch die Erdatmosphäre blockiert sind. Diese Daten, die wir noch analysieren, werden es uns ermöglichen um die Zusammensetzung der unteren Atmosphäre und der Oberfläche von Titan auf eine Weise zu untersuchen, die selbst die Raumsonde Cassini nicht konnte, und um mehr darüber zu erfahren, was das helle Merkmal verursacht, das über dem Südpol zu sehen ist.
„Wir erwarten weitere Titan-Daten von NIRCam und NIRSpec sowie unsere ersten Daten von Webbs Mid-Infrared Instrument (MIRI) im Mai oder Juni 2023. Die MIRI-Daten werden einen noch größeren Teil des Spektrums von Titan offenbaren, einschließlich einiger Wellenlängen, die wir haben die wir noch nie zuvor gesehen haben. Dies wird uns Informationen über die komplexen Gase in Titans Atmosphäre sowie entscheidende Hinweise geben, um zu entschlüsseln, warum Titan der einzige Mond im Sonnensystem mit einer dichten Atmosphäre ist.
„Maël Es-Sayeh, Doktorand an der Université Paris Cité, freut sich besonders auf diese Beobachtungen: ‚Ich werde die Daten von Webb in meiner Doktorarbeit verwenden, daher ist es sehr spannend, endlich die echten Daten zu bekommen nach Jahren der Simulationen. Ich kann es kaum erwarten zu sehen, was nächstes Jahr in Teil zwei kommt!'“
Bereitgestellt vom Webb-Weltraumteleskop