Geheimzinnige wolk op Titan blijkt giftig blauwzuurijs
Hoog boven de zuidpool van de Saturnus-maan Titan verscheen in 2012 plotseling een geheimzinnige wolk. Planeetonderzoekers hebben nu ontdekt dat deze wolk verrassend genoeg bestaat uit zeer giftig blauwzuurijs, dat zich waarschijnlijk heeft gevormd na een snelle en extreme afkoeling van gassen in de atmosfeer. Het onderzoek verschijnt 2 oktober 2014 in Nature.
Titan is de op één na grootste maan in ons zonnestelsel en de enige met een dikke dampkring. Van alle manen lijkt Titan ook het meest op een planeet, met meren en rivieren van methaan op het oppervlak, waar mogelijk organische moleculen kunnen ontstaan die de bouwstenen van leven vormen. Een jaar op Titan duurt 29 keer zo lang als op aarde; sinds 2009 gaat Titans zuidelijk halfrond richting winter. In 2012 ontdekte de Cassini-sonde, die rond Saturnus draait en regelmatig langs Titan scheert, opeens een mysterieuze wolk boven Titans zuidpool. Leider van het onderzoek Remco de Kok (Sterrenwacht Leiden/SRON): ‘De verschijning van deze wolk was een groot mysterie en niemand wist waar deze wolk van gemaakt is. Om de samenstelling van de wolk te bepalen hebben we gekeken naar metingen van Cassini. In infraroodspectra van de wolk vonden we tot onze grote verrassing op hele specifieke golflengtes de unieke vingerafdrukken van blauwzuurijs.’
Chemische reacties
Hoe is dit blauwzuurijs, ofwel ijs van waterstofcyanide, ontstaan? Onder de invloed van zonlicht in Titans atmosfeer hebben chemische reacties plaatsgevonden die van het aanwezige stikstof en methaangas nieuwe gassen hebben gemaakt, waaronder het zeer giftige blauwzuurgas. Co-auteur Nick Teanby (Universiteit van Bristol): ‘Dat deze wolk bestaat uit blauwzuurijs is echt een grote verrassing, omdat blauwzuur pas bij extreem lage temperaturen wolken vormt. Op de grote hoogte waarop de wolk zichtbaar is (zo’n 300 km) hebben wij een paar maanden geleden nog relatief hoge temperaturen gemeten. De atmosfeer moet daar dus in zeer korte tijd zo’n 50 graden zijn afgekoeld tot een temperatuur van -150 C.’
‘Waarschijnlijk wordt deze snelle afkoeling onder andere veroorzaakt door de verhoogde concentraties blauwzuurgas boven de zuidpool, die weer het gevolg zijn van de huidige luchtstroming op Titan. Maar ook een gas als ethyn (acetyleen) kan bijgedragen hebben,” zegt De Kok. “Deze gassen produceren veel infrarode (warmte)straling, terwijl de zuidpool tijdens de poolwinter zelf weinig warmte meer ontvangt van de zon. Hierdoor koelt de atmosfeer sneller af dan dat hij opwarmt. Nieuwe metingen van Cassini - die tot 2017 zijn werk blijft doen - moeten dit vermoeden bevestigen of ontkrachten.’
Cassini gaat in de nabije toekomst de temperatuur en concentraties van gassen meten op de plek waar de wolk te zien is. De Kok: ‘Het is maar de vraag of deze wolk zichtbaar blijft in de komende jaren. We zien nu al dat de wolk aan het veranderen is. Het wordt interessant om dit de komende periode in de gaten te houden.’
Meer weten
Artikel in Nature HCN ice in Titan’s high-altitude southern polar cloud. Auteurs: Remco de Kok (Sterrenwacht Leiden, SRON Netherlands Institute for Space Research), Nick Teanby (Universiteit van Bristol), Luca Maltagliati en Sandrine Vinatier (beiden Sterrenwacht Parijs), Patrick G. J. Irwin (Universiteit van Oxford).
Remco de Kok ontving in 2010 een Veni-subsidie van NWO voor zijn onderzoek aan exoplaneetatmosferen. Zijn huidige onderzoek maakt deel uit van het PEPSci-programma (Planetary and Exoplanetary Science) van NWO.