Catturare l'ombra della luna di Saturno Titano da qui sulla Terra

Hubble sull’orbita di Phobos (Luglio 2019).

Anonim

Titano è la luna più grande di Saturno, ed è più simile a un pianeta che a una luna sotto molti aspetti.

Ha un'atmosfera densa e vento, fiumi, laghi fatti di idrocarburi come il metano e un oceano di acqua liquida. Comprendere la sua atmosfera può aiutarci nella ricerca della vita su altri pianeti.

Da qui l'eccitazione di luglio, quando era disponibile una rara opportunità per studiare ulteriormente Titan, proprio qui sulla Terra. Il 18 luglio alle 23:05 (WAST, ora dell'Australia occidentale) Titan è passato davanti a una debole stella, come visto da osservatori in gran parte dell'Australia.

Questo evento, noto come occultazione, durò solo pochi minuti e circa il 2% della luce della stella fu bloccato dall'atmosfera di Titano.

L'effetto era così piccolo che richiedeva grandi telescopi e una telecamera speciale per registrarlo. Ma i dati raccolti dovrebbero avere profonde implicazioni per la nostra comprensione di un'atmosfera in un altro mondo.

Esaminando l'atmosfera di Titano

Gli scienziati hanno sviluppato una tecnica molto intelligente per esaminare l'atmosfera di Titano usando occultazioni stellari. Mentre Titano entra ed esce da un'occultazione, la luce della stella illuminerebbe l'atmosfera da dietro, ma sarà bloccata dalla luna stessa.

Gli scienziati registrano quindi sottili cambiamenti di luminosità della stella in pochi minuti, il che rappresenta un profilo della densità dell'atmosfera con l'altezza.

Questo metodo è stato usato per studiare l'atmosfera di Titano prima, durante un'occultazione stellare nel 2003.

Ma nel 2005, quando il lander Huygens di Cassini arrivò a Titan e scese alla sua superficie, il profilo atmosferico misurato dai suoi strumenti non corrispondeva a quello derivato dall'occultazione del 2003. Questo ha alimentato la domanda su quanto sia variabile lo stato dell'atmosfera di Titano.

Poiché la missione Cassini è terminata nel 2017, Karsten Schindler della NASA ha detto che c'era un vivo interesse per le nuove osservazioni atmosferiche da occultazioni: "Le occultazioni rimangono l'unico modo per studiare l'atmosfera superiore di Titano e la sua evoluzione per il prossimo futuro."

Conto alla rovescia per l'occultazione di luglio

Quindi, come sono state fatte le ultime osservazioni e come sono stati raccolti i dati?

Dall'alto, il piano prevedeva che l'occultazione del 18 luglio venisse registrata da una telecamera montata su un telescopio dell'Osservatorio Stratosferico di Astronomia Infrarossa (SOFIA) a bordo di un Boeing 747.

Esatto: un telescopio montato all'interno di un aereo passeggeri modificato che riprende un oggetto a più di 1 miliardo di chilometri di distanza! SOFIA volerebbe sopra le nuvole tra Australia e Nuova Zelanda.

Da terra, diverse strutture in tutta l'Australia dovevano tentare di registrare l'occultazione.

Lo Zadko Telescope dell'Università dell'Australia Occidentale, situato a circa 80 km a nord di Perth (vedi mappa, sotto), è stato identificato dalla NASA come una struttura di terra abbastanza sensibile da contribuire al progetto.

Il rompicapo più ovvio era il tempo. Luglio è uno dei mesi più umidi al sito del telescopio Zadko. Ma, come abbiamo scoperto, c'erano altre sfide impreviste.

Tre giorni per l'occultazione

Karsten Schindler della NASA è arrivato al sito di ricerca dell'UWA, a Gingin, lunedì 16 luglio, armato di un case pieno di delicate macchine fotografiche, cavi ed elettronica.

La fotocamera è stata la chiave per registrare l'evento. L'attuale fotocamera del telescopio Zadko non può registrare abbastanza velocemente per catturare i rapidi cambiamenti di luminosità della stella occulta.

Il Telescopio Zadko è stato equipaggiato con uno scatto veloce (un fotogramma ogni pochi secondi), una fotocamera NASA, più simile a una cinepresa che una normale macchina fotografica astronomica. Dopo ore di installazione, è stato necessario testare il nuovo sistema di imaging.

Sfortunatamente, il tetto dell'osservatorio non si apriva a causa di un sensore difettoso. Nessun test del lunedì, ma ciao, avevamo ancora martedì per testare il sistema? Gli ingegneri in loco si sono affrettati a sistemare il sensore pronto per martedì.

Due giorni per l'occultazione

Martedì ho ricevuto il seguente messaggio dal sito. "11:07 pm: il sensore pioggia funziona ma si è appannato

.

applaude Arie. Quindi nessuna possibilità di testare la telecamera e le previsioni meteo per mercoledì è stata desolante. "

Il giorno dell'occultazione

Nonostante la nuvola e le piogge pressoché costanti, l'occlusione della squadra (Karsten, Arie e John) era sul posto, pronta per iniziare a puntare il telescopio e attivare l'imaging.

"Fino alle 22:00 pioveva ancora", mi ha detto Karsten la mattina dopo. "Poi è successo un miracolo."

Meno di un'ora prima dell'evento, e ha detto che il tempo è cambiato.

"Le nuvole sembravano evaporare, lasciando un cielo completamente senza nuvole con una visibilità al 100%.Non ho mai visto niente del genere."

La squadra entrò in azione, puntando il telescopio contro la stella bersaglio, mettendo a fuoco la telecamera. All'ora di occultamento designata 23:05, Karsten ha premuto il pulsante di acquisizione dell'immagine, consentendo alla fotocamera di scattare centinaia di immagini in pochi minuti.

Desideroso di vedere se i dati contenevano la firma di un'occlusione, il team ha eseguito un'analisi preliminare in pochi minuti. Sì, c'era una chiara firma dell'occlusione, un grande tuffo nella luminosità della stella esattamente al momento previsto dell'occlusione.

La mattina dopo sono stato informato che SOFIA aveva anche catturato l'evento.

I dati registrati dalle stazioni terrestri australiane e da SOFIA saranno analizzati nelle prossime settimane e pubblicati su riviste peer reviewed.

Ma una cosa che le riviste non metteranno in risalto è l'eccitazione dell'osservazione e l'enorme sforzo di alcune persone che hanno contribuito all'acquisizione di questi dati che dovrebbero, auspicabilmente, darci una migliore comprensione dell'atmosfera di Titano.

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