Vortex on Titan close up

Através de dados recolhidos pela sonda espacial internacional Cassini, os cientistas têm estudado as rápidas mudanças nas estações de Titã, a lua de Saturno, após o equinócio de agosto de 2009, que viu a formação de um vórtice atmosférico e o acumular de gases exóticos em altitudes inesperadamente elevadas.

Titã é o único corpo no Sistema Solar que tem uma atmosfera densa e rica em azoto como Terra. A atmosfera de Titã também contém metano e hidrogénio, com traços de outros gases incluindo os hidrocarbonetos que se formam a grandes altitudes, em resultado de reações com a luz solar.

Estas moléculas complexas são filtradas para a atmosfera mais baixa onde se combinam para produzir um nevoeiro laranja.

Uma camada isolada de neblina encontra-se à muito mais elevada altitude de 400-500 quilómetros e pode ser vista no extremo do satélite, aparentemente separada do resto da atmosfera.

Pensava-se que esta névoa representava o teto da circulação da 'atmosfera do meio' de Titã, que se estende de pólo a pólo numa célula gigante, mas resultados novos da Cassini sugerem outra explicação.  
 

Titan’s changing seasons

Quando a Cassini chegou ao sistema de Saturno em 2004, Titã exibia um vórtice com uma 'capa' de gás enriquecido e neblina densa acima do seu pólo norte, no inverno. Depois do equinócio, em agosto de 2009, a primavera chegou ao hemisfério norte da lua, enquanto o hemisfério sul caminhou para o outono.

A mudança de aquecimento solar reflectiu-se numa inversão rápida da direção de circulação da célula atmosférica pólo-a-pólo de Titã, com a subida dos gases no hemisfério de verão e decréscimo no hemisfério de inverno.

“Embora a quantidade de luz solar que atinge o pólo sul estivesse a diminuir, a primeira coisa que vimos durante os seis meses após o equinócio foi, na verdade, um aumento da temperatura em altitudes de 400-500 quilómetros, já que os gases atmosféricos que tinham sido conduzidos a estas alturas foram comprimidos e posteriormente colapsaram num vórtice recém-formado no sul,” diz o Dr. Nick Teanby, da Universidade de Bristol, Reino Unido, e autor principal do estudo publicado na revistaNature.

“Este efeito de aquecimento é o mesmo que faz com que o ar comprimido numa bomba de bicicleta aqueça, e mostrou-nos que estava em curso uma mudança de estações.”
 
 
Nos meses que se seguiram, foi medido um aumento até cem vezes na concentração atmosférica de gases ao longo do pólo sul nas mesmas altitudes elevadas.

Os instrumentos da Cassini descobriram que essas moléculas de gases estavam a afundar-se na atmosfera, a uma taxa de um a dois milímetros por segundo.

A equipa do Dr. Teanby concluiu que para se observar o enriquecimento da atmosfera e o movimento de gases nestas altitudes, a verdadeira fonte das moléculas de gases complexos deve ser ainda mais elevada e que a camada de névoa isolada não pode sinalizar o extremo da célula de circulação atmosférica.

As novas observações sugerem que esta névoa de moléculas complexas é produzida mais acima, mas que, ao cair para o nível de 400-500 quilómetros, dá-se uma alteração no carácter da névoa, talvez devido à agregação de partículas individuais dos gases.

“É impressionante ver estas mudanças sazonais dramáticas induzidas pela energia solar, num mundo onde a luz do Sol é cerca de cem vezes mais fraca do que na Terra”, acrescenta o Dr. Teanby.

“Uma vez que um ano em Titã corresponde a cerca de 30 anos terrestres, para a atmosfera mudar em apenas seis meses é extremamente rápido."

“Há cerca de 20 anos que os modelos teóricos prevêem esta mudança na circulação atmosférica de Titã, mas a Cassini forneceu as primeiras observações diretas de que este fenómeno está realmente a acontecer”, diz Nicolas Altobelli, cientista do projeto Cassini da ESA.