Bằng chứng về mưa bão mêtan theo mùa được tìm thấy trên Titan
Các quan sát mới nhất về mặt trăng lớn nhất của Sao Thổ, Titan, cho thấy không chỉ Trái đất trải qua những trận mưa rào tháng Tư. Mùa xuân dường như cũng mang mưa đến các sa mạc xích đạo của Titan, và trên vệ tinh băng giá xa xôi này, trời mưa khí mê-tan.
Các kiểu thời tiết đã được tiết lộ trong các hình ảnh do tàu vũ trụ Cassini của NASA chụp – lần đầu tiên các nhà khoa học nhìn thấy bằng chứng về mưa làm ướt bề mặt mặt trăng.
Các vành đai mưa rơi xuống từ các hệ thống mây lớn và được phát hiện bởi máy ảnh của Cassini vào cuối năm 2010, rõ ràng đã làm tối bề mặt của mặt trăng. Các nhà khoa học giải thích hiện tượng tối dần này là do các khu vực còn ẩm ướt sau các trận mưa bão mê-tan.
Các quan sát cho thấy hệ thống thời tiết của bầu khí quyển dày của Titan và những thay đổi mà chúng mang lại cho bề mặt của nó bị ảnh hưởng bởi các mùa trong năm. Các nhà khoa học làm việc trong nhóm chụp ảnh Cassini vô cùng ngạc nhiên khi theo dõi hoạt động quen thuộc như mưa bão và sự thay đổi theo mùa của mô hình thời tiết trên một vệ tinh cách Trái đất khoảng 1,2 tỷ km.
Hệ thống Sao Thổ trải qua điểm phân – khi Mặt trời nằm ngay trên đường xích đạo của một hành tinh và các mùa thay đổi – vào tháng 8 năm 2009 (một năm ở Sao Thổ gần bằng 30 năm Trái đất). Nhiều năm quan sát của Cassini cho thấy mô hình hoàn lưu khí quyển toàn cầu của Titan phản ứng với những thay đổi về độ chiếu sáng của mặt trời và bị ảnh hưởng bởi khí quyển và bề mặt.
Cassini nhận thấy nhiệt độ bề mặt phản ứng nhanh hơn với sự thay đổi của ánh sáng mặt trời so với bầu khí quyển dày và mô hình lưu thông thay đổi, điều này đã dẫn đến những đám mây được tạo ra ở vùng xích đạo của Titan.
Mây trên Titan được hình thành từ khí mê-tan, là một phần của chu trình giống như Trái đất sử dụng khí mê-tan thay vì nước. Trên Titan, khí mê-tan lấp đầy các hồ trên bề mặt, làm bão hòa các đám mây trong khí quyển và rơi xuống dưới dạng mưa.
Mặc dù có bằng chứng cho thấy chất lỏng đã từng chảy trên bề mặt tại đường xích đạo của Titan trong quá khứ, nhưng hydrocacbon lỏng, chẳng hạn như metan và etan, chỉ được quan sát thấy trên bề mặt trong các hồ ở vĩ độ cực.
Những cồn cát rộng lớn thống trị các vùng xích đạo của Titan cần khí hậu khô cằn. Các nhà khoa học nghi ngờ rằng các đám mây có thể xuất hiện ở vĩ độ xích đạo của Titan khi mùa xuân ở bán cầu bắc tiến triển. Nhưng họ không chắc liệu các kênh khô được quan sát trước đây đã bị cắt bởi mưa theo mùa hay vẫn còn từ khí hậu ẩm ướt hơn trước đó.
Một cơn bão hình mũi tên (xem hình trên) xuất hiện ở vùng xích đạo vào ngày 27 tháng 9 năm 2010 — tương đương với đầu tháng 4 trong “năm” của Titan — và một dải mây rộng xuất hiện vào tháng sau. Trong vài tháng tới, Cassini đã chụp được những thay đổi bề mặt tồn tại trong thời gian ngắn có thể nhìn thấy trong các hình ảnh về bề mặt của Titan.
Một khu vực rộng 500.000 km 2 dọc theo ranh giới phía nam của cánh đồng cồn cát Belet của Titan đã trở nên tối hơn (xem ảnh trước và sau, bên trái). Các nhà khoa học đã so sánh hình ảnh với dữ liệu từ các thiết bị khác và loại trừ các nguyên nhân có thể khác gây ra sự thay đổi bề mặt. Họ kết luận rằng sự thay đổi độ sáng rất có thể là kết quả của việc làm ướt bề mặt do mưa mêtan.
Những quan sát này cho thấy thời tiết gần đây trên Titan tương tự như vùng nhiệt đới của Trái đất. Ở các vùng nhiệt đới, Trái đất nhận được nhiều ánh sáng mặt trời trực tiếp nhất, tạo ra một dải chuyển động đi lên và những đám mây mưa bao quanh hành tinh. Lượng mưa mêtan có thể tương đương với lượng Titan tạo ra khí hậu rừng mưa nhiệt đới trên Trái đất.