Los telescopios Webb y Keck están colaborando para rastrear nubes en la luna Titán de Saturno

Imágenes de Titán, la luna de Saturno, capturadas por el instrumento NIRCam del Telescopio Espacial James Webb el 4 de noviembre de 2022. Izquierda: Imagen usando F212N, un filtro de 2,12 micras sensible a la atmósfera inferior de Titán. Los puntos brillantes son nubes prominentes en el hemisferio norte. Derecha: imagen compuesta en color usando un conjunto de filtros NIRCam: azul = F140M (1,40 μm), verde = F150W (1,50 μm), rojo = F200W (1,99 μm), brillo = F210M (2,09 μm). Se marcan varias características notables de la superficie: se cree que Kraken Mare es un mar de metano; La placa consiste en dunas de arena oscura. Adiri es la característica blanca brillante. Crédito: NASA, Agencia Espacial Europea, Agencia Espacial Canadiense, er. Bagan (STScI).

En la mañana del sábado 5 de noviembre, un equipo internacional de científicos planetarios amaneció con gran alegría con las primeras imágenes web de la luna más grande de Saturno, Titán. Aquí, el investigador principal Connor Nixon y otros en el equipo del Programa de Observación de Tiempo Garantizado (GTO) 1251 que usan Webb para investigar la atmósfera de Titán describen sus reacciones iniciales al ver los datos.


Titán es la única luna del sistema solar con una alta densidad atmósferasTambién es el único cuerpo planetario además de la Tierra que actualmente tiene ríos, lagos y mares. A diferencia de la Tierra, el líquido en la superficie de Titán se compone de hidrocarburos, incluidos metano y etano, no de agua. Su atmósfera está llena de una espesa neblina que bloquea la luz visible reflejada desde la superficie.

“Hemos esperado durante años para usar la visión infrarroja de Webb para estudiar la atmósfera de Titán, incluidos sus fascinantes patrones climáticos y su composición gaseosa, así como ver a través de la neblina para estudiar las características del albedo (puntos brillantes y oscuros) en la superficie. La atmósfera es increíblemente interesante, no solo por las nubes de metano y las tormentas, sino también por lo que nos puede decir sobre el pasado y el futuro de Titán, incluido si siempre tuvo una atmósfera. Estamos muy satisfechos con los resultados iniciales.

El miembro del equipo Sebastien Rodríguez de la Universidad de la Ciudad de París fue el primero en ver las nuevas imágenes y nos alertó al resto por correo electrónico: «¡Qué despertar esta mañana (hora de París)!» ¡Muchas alertas en mi buzón! Fui directamente a mi computadora y simultáneamente comencé a descargar datos. ¡A primera vista, es simplemente excepcional! ¡Creo que vemos una nube! »

Los telescopios Webb y Keck están colaborando para rastrear nubes en la luna Titán de Saturno

Nubes que evolucionan en Titán durante un período de 30 horas entre el 4 y el 6 de noviembre de 2022, vistas por Webb NIRCam (izquierda) y Keck NIRC-2 (derecha). El hemisferio posterior de Titán que se muestra aquí gira de izquierda (amanecer) a derecha (atardecer) visto desde la Tierra y el Sol. La nube A parece rotar en la dirección de la vista, mientras que la nube B parece disiparse o moverse detrás de la punta de Titán (alrededor del hemisferio que se aleja de nosotros). Las nubes no duran mucho en Titán o la Tierra, por lo que las nubes vistas el 4 de noviembre pueden no ser las mismas que las vistas el 6 de noviembre. La imagen de NIRCam utilizó los siguientes filtros: azul = F140M (1,40 μm), verde = F150W (1,50 μm), rojo = F200W (1,99 μm), brillo = F210M (2,09 μm). Imagen de Keck NIRC-2 utilizada: rojo = He1b (2,06 μm), verde = Kp (2,12 μm), azul = H2 1-0 (2,13 μm). Descarga Webb and Keck Side by Side from Titan desde la galería de recursos. Crédito de la imagen: NASA, ESA, CSA, Observatorio WM Keck; A. Pagan (STScI); Equipo Webb Titan GTO

Heidi Hamill, líder del proyecto Webb Solar System GTO, de la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA), tuvo una reacción similar: «¡Guau! Me encanta ver nubes y claros signos de blancura. ¡Así que espera Spectra! Felicidades a todos!!! ¡gracias!

Así comenzó un día de actividad frenética.Al comparar varias imágenes capturadas por la cámara web de infrarrojo cercano (NIRCam), rápidamente confirmamos que el punto brillante visible en el hemisferio norte de Titán era, de hecho, una gran nube. nubes es emocionante porque valida las predicciones a largo plazo de los modelos informáticos sobre el clima de Titán, que se formaría fácilmente en el medio del hemisferio norte a fines del verano cuando el sol calienta la superficie.

Luego nos dimos cuenta de que era importante ver si las nubes se movían o cambiaban de forma, lo que podría revelar información sobre el flujo de aire en la atmósfera de Titán, por lo que nos comunicamos rápidamente con colegas para solicitar observaciones de seguimiento utilizando el Observatorio Keck en Hawái esa noche.

Los telescopios Webb y Keck están colaborando para rastrear nubes en la luna Titán de Saturno

Las nubes se desarrollaron en Titán durante un período de 30 horas entre el 4 y el 6 de noviembre, según lo visto por las cámaras de infrarrojo cercano del Telescopio Espacial James Webb (arriba) y el Telescopio Keck. El hemisferio posterior de Titán, visible aquí, gira de izquierda (amanecer) a derecha (atardecer) visto desde la Tierra y el Sol. La Nube A parece rotar en latitud, mientras que la Nube B parece disiparse o moverse detrás del limbo de Titán. Las nubes no son duraderas en Titán o en la Tierra, por lo que las que se ven el 4 de noviembre pueden no ser las mismas que las que se ven el 6 de noviembre. Crédito: NASA/STScI/Observatorio Keck/Judy Schmidt

Nuestro equipo Webb Titan dirigido por Conor Nixon del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA escribió a Imke de Pater en la Universidad de California, Berkeley, y a Kathryn DeClaire en Caltech, quienes tienen una amplia experiencia en el uso del Keck: «Acabamos de recibir nuestras primeras imágenes de Titán de Webb, tomada esta noche. Pasado. ¡Muy emocionante! Parece haber una gran nube, que creemos que está sobre el Ártico cerca de Kraken Mare. Nos preguntábamos acerca de una nota de respuesta rápida en Keck para ver algún desarrollo en la nube».

Después de negociaciones con el personal de Keck y los observadores que ya estaban programados para usar el telescopio esa noche, Imke y Katherine pusieron rápidamente en cola un lote de observaciones. El objetivo era escanear Titán desde la estratosfera hasta la superficie, para tratar de capturar las nubes que vimos. con Webb. ¡Las observaciones fueron exitosas! Imke de Pater comentó: «Nos preocupaba que las nubes desaparecieran cuando miramos a Titán dos días después con Keck, pero para nuestro deleite había nubes en los mismos lugares, y parecía que había cambiado de forma.

«Después de obtener los datos de Keck, recurrimos a expertos en modelos atmosféricos para que nos ayudaran a interpretarlos. ‘¡Realmente emocionante!'», comentó uno de esos expertos, Juan Laura de la Universidad de Yale. ¡Me alegro de haber visto esto, porque esperábamos una buena cantidad de actividad de nubes para la temporada! No podemos estar seguros de que los sorteos del 4 y 6 de noviembre sean los mismos Cremallerapero son la confirmación de patrones climáticos estacionales.

Los telescopios Webb y Keck están colaborando para rastrear nubes en la luna Titán de Saturno

Una imagen del Telescopio Keck de Titán tomada el 7 de noviembre de 2022, que muestra nubes brillantes en el hemisferio norte a las 11:00 y 1:00 Crédito de la imagen: NASA/STScI/Keck Observatory/Judy Schmidt

El equipo también recolectó espectros utilizando el espectrógrafo de infrarrojo cercano de Webb (NIRSpec), que nos da acceso a muchas longitudes de onda prohibidas. telescopios terrestres Como un pastel de la atmósfera terrestre. Estos datos, que aún estamos analizando, realmente nos permitirán investigar la composición de la atmósfera inferior y la superficie de Titán de una manera que ni siquiera la nave espacial Cassini pudo, y aprender más sobre la causa de la característica brillante que se ve sobre el polo sur.

“Esperamos más datos de Titán de NIRCam y NIRSpec, así como nuestros primeros datos del Instrumento de infrarrojo medio (MIRI) de Webb en mayo o junio de 2023. Los datos MIRI revelarán una porción más grande del espectro de Titán, incluidas algunas longitudes de onda nunca antes vistas. Esto nos dará información sobre los gases complejos en la atmósfera de Titán, así como pistas importantes para descifrar por qué Titán es la única luna en Sistema solar atmósfera pesada.

Mile Sayeh, estudiante de posgrado en la Universidad de la Ciudad de París, espera con especial interés estas notas: «Voy a utilizar los datos de Webb en mi investigación de doctorado, por lo que es muy emocionante finalmente obtener los datos reales después de años de simulación». ¡No puedo esperar a ver qué viene en la segunda parte el próximo año! »

Proporcionado por el Telescopio Espacial Webb

La frase: Los telescopios Webb y Keck se unen para rastrear nubes en la luna Titán de Saturno (1 de diciembre de 2022) Obtenido el 1 de diciembre de 2022 de https://phys.org/news/2022-12-webb-keck-telescopes-team-track. html

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