Ein französisches Wissenschaftsteam des CNRS Terre & Univers und des CNRS Physique hat erstmals den vollständigen saisonalen Zyklus der Polwolken auf Titan modellieren und charakterisieren können.
Titan, der größte Mond des Saturn, besitzt eine in unserem Sonnensystem einzigartige Atmosphäre, geprägt durch eine komplexe Chemie und aktive Wetterphänomene. Seit ihrer Entdeckung im Jahr 1980 durch die Raumsonde Voyager geben die stratosphärischen Polwolken auf Titan den Wissenschaftlern Rätsel auf. Obwohl sie mehrfach von erdgebundenen Teleskopen und der Cassini-Mission zwischen 2004 und 2017 beobachtet wurden, waren ihre Entstehung und ihre jahreszeitliche Entwicklung bisher nur unzureichend verstanden.
Künstlerische Darstellung der Landschaft auf Titan mit dunstiger Atmosphäre. Dank des neuen Titan Planetary Climate Model, das nach dem gleichen Prinzip wie die Klimamodelle zur Erforschung der globalen Erwärmung auf der Erde entwickelt wurde, ist es einem französischen Wissenschaftsteam erstmals gelungen, den gesamten Lebenszyklus dieser Wolken nachzubilden.
Ihre Arbeit zeigt, dass sich die Polwolken bereits im Herbst bilden, unter dem kombinierten Einfluss einer schnellen Abkühlung der Atmosphäre und einer Anreicherung mit organischen Verbindungen innerhalb des stratosphärischen Polarwirbels. Anfangs in sehr großer Höhe (etwa 336 km) gelegen, sinken diese aus Benzol- und Cyanwasserstoff-Eis bestehenden Wolken allmählich in die tieferen Schichten der Atmosphäre ab, während sie sich im Laufe der Jahreszeiten chemisch verändern, bevor sie im Frühjahr verschwinden.
Die Wissenschaftler sagen darüber hinaus die Bildung einer neuen Polwolke in der nördlichen Hemisphäre gegen Ende des Jahres 2027 voraus. Langfristig könnten diese Wolken eine bedeutende Rolle bei der Entwicklung der Oberfläche Titans und der Zusammensetzung der Polseen spielen, indem sie durch Niederschläge große Mengen an organischen Verbindungen dort ablagern.
Diese Ergebnisse bieten einen wesentlichen prädiktiven Rahmen, um zukünftige Beobachtungen vorzubereiten und zu interpretieren, insbesondere die der Mission Dragonfly, die ab 2034 die Oberfläche des Titan erkunden wird.
Simulation der Polwolken auf Titan im Vergleich zu echten Aufnahmen der Cassini-Mission, die die Entwicklung der Wolken zu verschiedenen Zeitpunkten des Titan-Jahres zeigen. CNRS INSU