27 நாட்களில் மூன்றில் ஒரு பங்கு வேகமெடுக்கும் டைட்டனின் காற்றுகள்

சனியின் மிகப்பெரிய நிலவான டைட்டனுக்கு அடர்த்தியான வளிமண்டலம் உள்ளது — மேற்பரப்பில் 1.45 பார் — அது சுமார் 98% நைட்ரஜன், 2% மீத்தேன், கூடவே நைட்ரைல்கள், ஹைட்ரோகார்பன்களின் முழு வேதியியல் ஆகியவற்றால் ஆனது. அது மெதுவாக, ஒவ்வொரு 15.9 பூமி நாட்களுக்கும் ஒருமுறை சுழல்கிறது. ஆனாலும் அதன் வளிமண்டலம் மிகைச்சுழற்சி (superrotation) கொண்டது: திடமான உடல் சுழல்வதைவிட மிக வேகமாகக் காற்றுகள் முழு நிலவையும் சுற்றி வருகின்றன.

இந்தக் காற்றுகள் முதலில் மறைமுகமாக ஊகிக்கப்பட்டு, பின்னர் கசீனி–ஹைகென்ஸ் திட்டத்தின் டாப்ளர் அளவீடுகளால் 150 கி.மீ.-க்குக் கீழே உறுதிப்படுத்தப்பட்டன. அவை பகலுக்கும் இரவுக்கும் இடையே வேதிப்பொருட்களைக் கலக்கின்றன, குளிர்கால துருவச் சுழலில் மூலக்கூறுகளைச் சிறைப்பிடிக்க உதவுகின்றன, டைட்டனின் கரிம மணல்மேடுகளை வடிவமைப்பதாகவும் கருதப்படுகின்றன. ஆனால் நிலநடுக்கோட்டுக்கு அருகில் அவற்றை அளப்பது கடினம்: கசீனி வெப்பநிலை வரைபடங்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட முறை அங்கே செயலிழக்கிறது.

2016–2017-இலிருந்து ஒரு வியப்பு

சிலியிலுள்ள அட்டகாமா பெரிய மில்லிமீட்டர்/துணைமில்லிமீட்டர் வரிசையான ALMA-வுடன் முன்பு செய்யப்பட்ட கண்காணிப்புகள் எதிர்பாராத ஒன்றைக் கண்டன: ஆகஸ்ட் 2016 முதல் மே 2017 வரை, சுமார் 1,000 கி.மீ. உயரத்திலுள்ள நிலநடுக்கோட்டுக் காற்று வினாடிக்கு 373-இலிருந்து 196 மீட்டராக, 47% குறைந்தது. மேல்வரம்பு சுமார் 500 கி.மீ.-இல் நிற்கும் டைட்டனின் காலநிலை மாதிரிகள் இத்தகைய ஊசலாட்டங்களை உருவாக்குவதில்லை.

நாசாவின் கோடார்ட் விண்வெளிப் பயண மையத்தைச் சேர்ந்த மார்ட்டின் கார்டினர், யேல், பிரிஸ்டல், கால்டெக், விண்வெளித் தொலைநோக்கி அறிவியல் நிறுவனம் மற்றும் பிற நிறுவனங்களைச் சேர்ந்த சகாக்களுடன், வளிமண்டலத்தின் ஒரு தாழ்ந்த அடுக்கை நீண்ட காலத்துக்குக் கண்காணிக்க முனைந்தார்.

ஒரு மூலக்கூறில் காற்றைப் படித்தல்

குழு, டைட்டனின் வளிமண்டலத்திலுள்ள அசிட்டோநைட்ரைல் (CH₃CN) என்ற மூலக்கூறை ஜூன் 2022 முதல் மே 2023 வரை ஐந்து புதிய தேதிகளில் கண்காணித்தது; 2016, 2017-இன் இரண்டு காப்பகத் தேதிகளை மறுபகுப்பாய்வு செய்தது. நிலவின் ஒரு விளிம்பில் வாயு நம்மை நோக்கி வருகிறது; மற்றொன்றில் விலகிச் செல்கிறது. அதன் வானொலிக் கோடுகளின் அதிர்வெண்ணில் ஏற்படும் சிறிய பெயர்ச்சி — டாப்ளர் விளைவு — காற்றின் வேகத்தைத் தருகிறது.

இந்த அளவீடு சுமார் 250 கி.மீ. உயரத்தில், 200 முதல் 490 கி.மீ. வரம்பில் — மேல் அடுக்குக்கோளம், கீழ் இடைக்கோளம் — மிக உணர்திறன் கொண்டது. ஏழு தேதிகளும், தெற்கு இலையுதிர்காலத்தின் இறுதி முதல் தெற்குக் குளிர்காலத்தின் இறுதி வரை, ஏறக்குறைய ஒரு முழு டைட்டன் பருவத்தை உள்ளடக்குகின்றன.

வேகமானது, நிலையற்றது

• மிக வேகமான காற்றுகள் எப்போதும் நிலநடுக்கோட்டிலிருந்து சுமார் 10 பாகைக்குள் உள்ளன; ஆகஸ்ட் 2016-இல் வினாடிக்கு 240 ± 26 மீ. வரை.
• 2016 முதல் ஜூன் 2022 வரை, தாழ் அட்சரேகைக் காற்று சீராக 46% மெதுவாகி, வினாடிக்கு 130 மீ. ஆனது.
• பின்னர் அது வினாடிக்குச் சுமார் 130 முதல் 170 மீ. வரை ஏறி இறங்கியது, தோராயமாக வினாடிக்கு 40 மீ. தாவல்களுடன்.
• 2023 ஏப்ரல் 12 முதல் மே 9 வரை — வெறும் 27 பூமி நாட்களில், இரண்டு டைட்டன் நாட்களுக்கும் குறைவான காலத்தில் — அது வினாடிக்கு 120-இலிருந்து 159 மீ.-க்கு உயர்ந்தது, 33% அதிகரிப்பு. அதே வாரங்களில் உயர் அட்சரேகைக் காற்றுகள் நிலையாக இருந்தன.

டைட்டனின் நிலநடுக்கோட்டுக் காற்றுகளில் சுமார் ஒரு மாதம் அல்லது அதற்கும் குறைவான காலஅளவுகளில் வலுவான, தொடர்ச்சியான மாற்றங்கள் முதன்முறையாகக் கண்டறியப்பட்டதாக ஆசிரியர்கள் இதைக் குறிப்பிடுகின்றனர்.

2022–2023-இல் காற்றுச் சுயவிவரம் இரண்டு மடல்களையும் காட்டியது: நிலநடுக்கோட்டை ஒட்டிய ஒரு பட்டை, 40 முதல் 60 பாகை தெற்கு வரை இரண்டாவது பட்டை — மாதிரிகள் முன்கணிக்கும், கசீனி கண்டிருந்த குளிர்கால ஜெட் காற்றோட்டம்.

மாதிரிகள் தவறவிடுவது

அதிநவீனப் பொது சுழற்சி மாதிரிகள் இரண்டு, TitanWRF, TAM, மெதுவான பருவகாலப் போக்கை மீளுருவாக்குகின்றன: நீண்ட சரிவு, பின்னர் மிதமான உயர்வு. உயர் அட்சரேகைகளில், அவற்றின் காற்று வேகங்கள் கண்காணிப்புகளிலிருந்து சுமார் 30%-க்குள் வருகின்றன.

ஆனால் மாதிரிகள் மிக வேகமான காற்றுகளை உயர் குளிர்கால அட்சரேகைகளில், சுமார் 40 முதல் 50 பாகை தெற்கில், வைக்கின்றன; அவற்றின் நிலநடுக்கோட்டுக் காற்றுகள் இரண்டு மடங்கு வரை மிக மெதுவானவை; இடைவெளி கதிர்த்திருப்பத்தை (solstice) ஒட்டி மிகப் பெரியது. குறைந்தபட்சம் அவற்றின் பத்தாண்டுச் சராசரிகளில், இரண்டுமே திடீர் மாத அளவுத் தாவல்களைப் பிடிக்கவில்லை. TAM மட்டுமே மீத்தேன் மேகங்களையும் மழையையும் உள்ளடக்கியிருந்தும் இரண்டு மாதிரிகளும் ஒத்த முடிவுகளைத் தருகின்றன; இந்த உயரங்களில் ஈரச் செயல்முறைகள் பெரிதாக முக்கியமில்லை என்பதை இது சுட்டுகிறது.

மெதுவாகச் சுழலும் வானில் அலைகள்

திடீர் மாற்றங்கள் வளிமண்டல நிலையின்மைகளிலிருந்து வருவதாக ஆசிரியர்கள் கருதுகின்றனர். உருவகப்படுத்தல்களில், ராஸ்பி–கெல்வின் நிலையின்மைகள் எனப்படும் அலைகள் கோண உந்தத்தை நிலநடுக்கோட்டை நோக்கிக் கடத்தி மிகைச்சுழற்சியை இயக்குகின்றன; தற்காலிக வலுவிழப்பு ஒரு திடீர் வேகக்குறைவை விளக்கக்கூடும். கதிர்த்திருப்பத்தை ஒட்டி, கோண உந்தம் உயர் உயரங்களிலிருந்து தாழ் உயரங்களுக்குக் கீழ்நோக்கி நகர்வதற்கான குறிப்புகளையும் தரவுகள் தருகின்றன.

மாதிரியாளர்களுக்கு அவர்களின் பரிந்துரை: டைட்டன் மாதிரிகளின் மேல்வரம்பைச் சுமார் 500-இலிருந்து சுமார் 1,000 கி.மீ.-க்கு உயர்த்துங்கள், அவற்றின் செங்குத்துக் கட்டத்தை நுணுக்கமாக்குங்கள், ALMA மூலம் கண்காணிப்பைத் தொடருங்கள். மெதுவாகச் சுழலும் நிலவின் மேல் வலுவாக மாறுபடும் நிலநடுக்கோட்டு ஜெட், சூரியக் குடும்பத்திலும் அதற்கு அப்பாலும் உள்ள பிற மிகைச்சுழற்சி வளிமண்டலங்களுக்கு ஒரு சோதனை நேர்வு என்று அவர்கள் குறிப்பிடுகின்றனர்.