Cassini en Huygens ontmoeten bij Titan hogere atmosfeer

De atmosfeer van Titan, de grootste maan van Saturnus, is in de afgelopen twintig jaar uitgedijd. De Cassini-Huygenssonde, op weg naar Saturnus, zal daarom wat meer weerstand ondervinden. Dat blijkt uit onderzoek door Japanse en Amerikaanse astronomen die de atmosfeer van Titan hebben laten `doorlichten' door de Krabnevel (Astrophysical Journal, 1 juni). De Krabnevel is één van de helderste röntgenbronnen aan de hemel. Hij bevindt zich in het sterrenbeeld Stier en is het gasvormige en nog steeds uitdijende overblijfsel van een zware ster die hier in 1054 als supernova explodeerde. Die werd daarbij zo helder dat hij zelfs bij daglicht kon worden waargenomen.

Op 5 januari 2003 bewoog Titan vanaf de aarde gezien precies voor de Krabnevel langs. Hoewel Saturnus en Titan om de dertig jaar dicht in de buurt van deze gasnevel komen, was het voor het eerst dat er daadwerkelijk een `Titanovergang' plaatsvond. Voor astronomen een unieke gelegenheid om de omvang van de atmosfeer van deze maan te bepalen. Titan is de enige maan in het zonnestelsel met een dichte atmosfeer. Die bestaat, net als die van de aarde, voor het grootste deel uit stikstof en oefent aan het oppervlak een druk van 1,6 atmosfeer uit. Zo'n atmosfeer absorbeert röntgenstraling en creëert dus een schaduw in de straling van een röntgenbron die er achter staat.

Koji Mori en zijn collega's hebben de passage van Titan voor de Krabnevel waargenomen met de Amerikaanse röntgensatelliet Chandra. Titan bewoog te snel om al tijdens de waarnemingen zijn schaduw te kunnen zien: die kwam pas aan het licht toen metingen bij elkaar werden opgeteld. Toen kon worden afgeleid dat de atmosfeer van Titan zich tot een hoogte van ongeveer 880 kilometer uitstrekt: 10 tot 15 procent hoger dan in 1980 uit de metingen van de Amerikaanse ruimtesonde Voyager 1 was berekend. Dit komt waarschijnlijk doordat Saturnus in 2003 dichter bij de zon stond dan in 1980. Door de sterkere zonnewarmte is de atmosfeer van Titan wat uitgedijd – net zoals de variërende afstand van Pluto tot de zon diens (zeer ijle) stikstofatmosfeer periodiek doet uitzetten en inkrimpen.

De wat hogere atmosfeer van Titan impliceert dat de Amerikaanse ruimtesonde Cassini daar straks ook wat meer weerstand zal ondervinden. Cassini moet op 1 juli in een baan om Saturnus komen, om de planeet en zijn ringen en manen vier jaar lang te bestuderen. Scheervluchten langs Titan, op afstanden tussen 500 en 900 kilometer, zullen hierbij worden aangewend om de baan van Cassini periodiek te veranderen. Deskundigen kijken nu of de hogere atmosfeer van Titan tot een aanpassing van de geplande trajecten noopt.