Новая компьютерная симуляция объяснила ученым из Калифорнийского технологического института (California Institute of Technology) особенности ландшафта и погоды на спутнике Сатурна – Титане. Они поняли, почему по поверхности планеты неравномерно распределены метановые озера, как возникают метановые шторма и от чего зависят погодные циклы на Титане.
Самый большой спутник Сатурна окружен толстым слоем атмосферы с большим содержанием метана. Астрономы наблюдали на Титане метановые облака, метановый туман, метановые бури, а на поверхности большое количество озер с жидким метаном. Это единственное известное на сегодня космическое тело, за исключением Земли, на поверхности которого так много жидкости. Большинство из наблюдаемых явлений до сих пор не находили объяснения. Теперь ученые его получили.
Так, стало понятно, почему озера на Титане распределены неравномерно: они концентрируются вокруг полюсов, причем, в северном полушарии озер намного больше, чем в южном. А также, почему в засушливой экваториальной области, где нет озер и очень редки осадки, случаются ливни, которые даже оставляют следы на поверхности.
Результаты нового моделирования, которое ученые представили в журнале Nature, объясняют эти закономерности без привлечения таких экзотических причин как метановые вулканы.
Озера концентрируются вокруг полюсов, поскольку приполярные области получают меньше солнечной энергии, чем экваториальные области. Там же, где солнечной энергии в избытке, жидкие метановые озера просто испаряются. А тот факт, что озер больше в северном полушарии, модель объясняет особенностью вращения Титана по орбите вокруг Сатурна.
Двигаясь по слегка вытянутой орбите, Титан находится дальше от Солнца, когда в северном полушарии лето. По второму закону Кеплера планеты двигаются медленнее, находясь дальше от Солнца. По этой причине северное лето на Титане длиннее, чем южное лето. А поскольку летом на Титане наступает сезон дождей, этот сезон в северном полушарии длится дольше.
В экваториальных областях Титана может не упасть ни капли в течение всего года. Тем удивительнее находки здесь следов, оставленных на поверхности потоками. В 2009 году ученые открыли, что в этих засушливых районах случаются мощные шторма с ливнями. Теперь модель показала, что эти шторма могут возникать в периоды весеннего и осеннего равноденствия. В эти периоды на поверхность выливается достаточно жидкости, чтобы оставить следы в виде каналов. «На низких широтах дожди редки, - объясняет Тапио Шнейдер (Tapio Schneider), руководитель исследования, - но если они случаются, это сильные ливни».
Новая модель, в отличие от предыдущих, отражает события в атмосфере Титана в течение 135 «титановых» лет (3 тысячи земных). Она также может предсказать, что случится в течение следующих нескольких лет. Так, теперь ученые ожидают, что через 15 лет уровень озер в северном полушарии поднимется.

Фотографии с Cassini дают ученым конкретные доказательства того, что атмосфера Титана изменяются в зависимости от сезона.
Набор последних работ, многие из которых опираются на данные космического корабля НАСА Кассини, выявили новые детали того, как спутник Сатурна Титан смещается в зависимости от сезона и даже в течение дня. Документы показывают, что самый большой спутник Сатурна является двоюродным братом - хотя и весьма своеобразным двоюродным братом - Земли.
"В целом, эти работы дают нам новые части к мозаике, название которой Титан", сказал Конор Никсон из Центра космических полетов Годдарда НАСА в Гринбелт, штат Мэриленд. "Они показывают нам в деталях, что атмосфера Титана ведет себя подобно земной - с облаками, осадками, долинами рек и озерами. Они показывают нам, что на Титане меняются времена года, хотя и слишком неожиданным образом".
Документ, составленный под руководством Стефана Ле-Муэлика из французского Национального центра научных исследований (CNRS) в университете Нанта, подчеркивает виды сезонных изменений, которые происходят на Титане с набором лучших видов огромного северного полярного облака.
Недавно опубликованная подборка изображений - из данных, собранных в видимом и инфракрасном свете спектрометром Кассини на протяжении пяти лет - показывает, как облака поредели и отступили, как зима превратилась в весну в северном полушарии.
Кассини впервые обнаружил облако, которое ученые считают, состоит из этана, вскоре после его прибытия к Сатурну в 2004 году. Первая по-настоящему хорошая возможность для наблюдения спектрометра за полутемным Северным полюсом произошла в декабре 2006 года. В то время, облако покрыло Северный полюс полностью примерно до 55 ° северной широты. Но на изображениях за 2009 год в облаках было так много пробелов, что Кассини рассмотрел углеводородные моря, известный как Kraken Mare, и окрестные озера.
В данных, собранных композитным инфракрасным спектрометром Кассини, для анализа температуры на поверхности Титана, ученые видят не только сезонные изменения на Титане, но и то, что изо дня в ночь температура поверхности меняется. В работе под руководством Валерия Коттини  из Годдарда, использовались данные, собранные на длинных волнах, которые проникают сквозь густой туман Титана, чтобы увидеть поверхность спутника. Как и на Земле, температура на поверхности Титана, который холоднее на  -288 ° по Фаренгейту (-178 по Цельсию), была значительно теплее в конце дня, чем на рассвете.
"Хотя разница температуры в - 1,5 Кельвина - это меньше, чем мы привыкли на Земле, эта находка показывает, что поверхность Титана ведет себя знакомым нам, землянам, образом" сказал Коттини. "Теперь мы видим, как длинный день Титана (около 16 земных суток) проявляется через облака".

Ученые обнаружили в экзосфере - верхнем слое атмосферы - спутника Сатурна Дионы кислород. Статья ученых появилась в журнале Geophysical Research Letters.
В рамках работы ученые использовали данные, собранные аппаратом "Кассини" в апреле 2010 года. Тогда зонд сближался со спутником и смог получить данные о его атмосфере. Количество кислорода крайне невелико - 0,01 - 0,09 иона кислорода на кубический сантиметр экзосферы.
По словам ученых, ионы кислорода образуются в результате бомбардировки поверхности спутника заряженными частицами, захваченными магнитным полем Сатурна. Помимо Дионы кислород был обнаружен на Рее, а также на юпитерианских спутниках Ганимед, Европа и Каллисто.
"Кассини", совместный проект ESA, NASA и Итальянского космического агентства, был запущен в 1997 году. Миссия зонда продлится до 2017 года. Диона - относительно крупный спутник. Его диаметр - 1123,4 километра. Состоит преимущественно из водяного льда и камня.

Туманная пелена над спутником Сатурна с каждым годом угрожающе снижается.
Верхний слой туманной пелены спутника Сатурна снизился более чем на 100 километров с тех пор, как в 2004 году мимо пролетел космический аппарат "Кассини".
Это говорит о том, что смена сезонов на Титане выражается не только проливными дождями.
Ранние изображения "Кассини" показали, что Титан был окружен отдельным слоем тумана, парившим на высоте 500 километров. Согласно новым снимкам, теперь он находится всего в 360 километрах над поверхностью, сообщил коллегам Роберт Уэст из Лаборатории реактивного движения НАСА на 43-й Конференции по вопросам изучения лун и планет, передает compulenta.
Текущая высота слоя почти точно соответствует позиции тумана в 1981 году, которую зафиксировал один из "Вояджеров". Год на Титане равен почти тридцати земным, так что ничего удивительного нет. В 2004 году туман пребывал в "раздутом" состоянии, охватив весь спутник за исключением зимнего вихря северного полюса. Нынче зима вновь приходит в южное полушарие, туман сокращается, на южном полюсе формируется вихрь.
Механизм такого поведения тумана еще предстоит выяснить.

Энцелад интригует всё сильнее

Спутник Сатурна Энцелад, славный своими гигантскими гейзерами, находится на вершине списка мест Солнечной системы, где может скрываться жизнь. И действительно, космический зонд «Кассини» обнаружил новый отдалённый намёк на существование там микроорганизмов.
27 марта аппарат прошёл всего в 74 км от южного полюса Энцелада, где насчитывается более 90 активных струй, выбрасывающих в космос водяной пар, частицы льда и органические соединения. Во время этого беспрецедентного сближения ионный и нейтральный масс-спектрометр, а также недавно вернувшийся в строй плазма-спектрометр зонда получили новую информацию о ледяных брызгах.
На этот раз удалось обнаружить, что в частицах льда есть соль. Степень солёности примерно такая же, как у земных океанов.
Кроме того, струи оказались на удивление тёплыми — 190 K. Отчасти это результат приливного трения. В общей сложности, отмечает Каролин Порко, руководитель группы, отвечающей за «изобразительную» часть проекта «Кассини», из тигровых полос Энцелада выходит 16 ГВт тепловой энергии.
В результате на орбите Сатурна создаётся так называемая зона Златовласки, то есть область потенциальной обитаемости. «Может, это прозвучит глупо, но существует возможность того, что на поверхности этого маленького мира выпадают своего рода осадки из микроорганизмов, — фантазирует г-жа Порко. — В любом случае я не знаю более перспективного места для поиска внеземной жизни. Нам даже не надо спускаться на поверхность. Достаточно пролететь сквозь струю и взять образцы. Ну а если когда-нибудь удастся сесть...»
Не исключено, что жизнь есть и под ледяной оболочкой спутника. «Экосистема Энцелада может напоминать ту, что существует глубоко внутри нашей планеты, — продолжает г-жа Порко. — Тепла и жидкой воды предостаточно в наших подземных вулканических породах. Тамошние организмы питаются водородом (он образуется в ходе реакций между жидкой водой и горячими камнями) и углекислым газом, выделяя метан, из которого потом снова получается водород. И всё это в отсутствие солнечного света».
Г-жа Порко полагает, что в древности эксцентриситет орбиты Энцелада имел более высокое значение, и тем самым были сильнее приливное трение и структурные изменения, которые производят тепло. Вероятно, часть тепла запасалась под поверхностью, что позволило существовать подлёдному жидкому океану. С тех пор эксцентриситет уменьшился, и тепла стало выходить больше, чем запасаться. Приведёт ли это к тому, что океан замёрзнет? Или эксцентриситет снова увеличится?

Кстати, изображения, полученные «Кассини» во время сближения с Энцеладом, обещаны. Ждите.
Тигровая полоса Энцелада, сфотографированная «Кассини» в августе 2010 года.