Titan is de grootste maan van Saturnus, en in veel opzichten lijkt het meer op een planeet dan op een maan.

Het heeft een dikke atmosfeer en wind, rivieren, meren gemaakt van koolwaterstoffen zoals methaan, en een oceaan van vloeibaar water. Het begrijpen van de atmosfeer ervan kan ons helpen bij het zoeken naar leven op andere planeten.

Vandaar de opwinding in juli, toen er een zeldzame kans was om Titan verder te bestuderen, van hier op aarde. Op 18 juli om 23:05 uur (WAST, West-Australische tijd) Titan passeerde voor een zwakke ster, zoals gezien door waarnemers in het grootste deel van Australië.

Deze gebeurtenis, bekend als een occultatie, duurde slechts een paar minuten en ongeveer 2% van het licht van de ster werd geblokkeerd door de atmosfeer van Titan.

Het effect was zo klein dat er grote telescopen en een speciale camera voor nodig waren om het vast te leggen. Maar de verzamelde gegevens zouden ingrijpende gevolgen moeten hebben voor ons begrip van een atmosfeer op een andere wereld.

De atmosfeer van Titan onderzoeken

Wetenschappers hebben een zeer slimme techniek ontwikkeld om de atmosfeer van Titan te onderzoeken met behulp van stellaire occultaties. Terwijl Titan een occultatie binnengaat en verlaat, het licht van de ster zou de atmosfeer van achteren verlichten, maar worden geblokkeerd door de maan zelf.

Wetenschappers registreren vervolgens gedurende een paar minuten subtiele veranderingen in de helderheid van de ster, die een profiel van de dichtheid van de atmosfeer met hoogte vertegenwoordigt.

Deze methode werd eerder gebruikt om de atmosfeer van Titan te bestuderen, tijdens een stellaire occultatie in 2003.

Maar in 2005, toen Cassini's Huygens-lander bij Titan aankwam en naar het oppervlak afdaalde, het atmosferische profiel gemeten van zijn instrumenten kwam niet overeen met dat afgeleid van de occultatie van 2003. Dit voedde de vraag hoe variabel de toestand van de atmosfeer van Titan is.

Sinds de Cassini-missie eindigde in 2017, Karsten Schindler van NASA zei dat er grote belangstelling was voor nieuwe atmosferische waarnemingen van occultaties:"Occultaties blijven het enige middel om de bovenste atmosfeer van Titan en zijn evolutie in de nabije toekomst te bestuderen."

Aftellen naar de occultatie van juli

Dus hoe werden de laatste waarnemingen gedaan, en hoe zijn de gegevens verzameld?

Van de lucht, het plan was om de occultatie van 18 juli vast te leggen door een camera gemonteerd op een telescoop van het Stratospheric Observatory of Infrared Astronomy (SOFIA) aan boord van een Boeing 747-vliegtuig.

Dat klopt:een telescoop die in een aangepast passagiersvliegtuig is gemonteerd, beeldt een object af op meer dan 1 miljard kilometer afstand! SOFIA zou boven de wolken tussen Australië en Nieuw-Zeeland vliegen.

Vanaf de grond, verschillende faciliteiten in heel Australië zouden proberen de occultatie vast te leggen.

De Zadko-telescoop van de University of Western Australia, ligt ongeveer 80 km ten noorden van Perth (zie kaart, onderstaand), werd door NASA geïdentificeerd als een grondfaciliteit die gevoelig genoeg was om bij te dragen aan het project.

De meest voor de hand liggende dealbreaker was het weer. Juli is een van de natste maanden op de locatie van de Zadko-telescoop. Maar, zoals we ontdekten, er waren andere onvoorziene uitdagingen.

Drie dagen tot verduistering

NASA's Karsten Schindler arriveerde op de UWA-onderzoekssite, bij Gingin, op maandag 16 juli, gewapend met een koffer vol delicate camera's, kabels en elektronica.

De camera was de sleutel om de gebeurtenis vast te leggen. De huidige Zadko-telescoopcamera kan niet snel genoeg opnemen om de snelle veranderingen in helderheid van de verduisterde ster vast te leggen.

De Zadko Telescoop was uitgerust met een snelle opname (om de paar seconden een frame), NASA-camera, meer als een filmcamera dan een standaard astronomische camera. Na uren van installatie, het nieuwe beeldvormingssysteem moest worden getest.

Helaas, het observatoriumdak zou niet opengaan vanwege een defecte sensor. Geen maandagtoets, maar hé, we dinsdag nog hadden om het systeem te testen? Onsite-ingenieurs haastten zich om de sensor klaar te maken voor dinsdag.

Twee dagen tot verduistering

Op dinsdag, Ik ontving het volgende sms-bericht van de site. "23:07 uur:Regensensor werkt maar bewolkt ... proost Arie. Dus het testen van de camera en de weersvoorspelling voor woensdag was niet somber."

De dag van occultatie

Ondanks de bewolking en bijna constante regenbuien, teambezetting (Karsten, Arie en John) waren ter plaatse klaar om de telescoop te richten en de beeldvorming te activeren.

"Tot 22:00 regende het nog steeds, "Vertelde Karsten me de volgende ochtend. "Toen gebeurde er een wonder."

Minder dan een uur voor het evenement, en hij zei dat het weer veranderd was.

"De wolken leken te verdampen, een volledig wolkenloze lucht achterlatend met 100% zichtbaarheid. Ik heb nog nooit zoiets gezien."

Het team kwam in actie, de telescoop op de doelster richten, de camera scherpstellen. Op de aangegeven oculatietijd 23:05 uur, Karsten drukte op de beeldacquisitieknop, waardoor de camera in een paar minuten honderden foto's kan maken.

Benieuwd of de gegevens de handtekening van een oculatie bevatten, het team voerde binnen enkele minuten een voorlopige analyse uit. Ja, er was een duidelijke oculatiesignatuur, een grote dip in de helderheid van de ster op precies het voorspelde tijdstip van de oculatie.

De volgende ochtend kreeg ik te horen dat SOFIA ook het evenement had vastgelegd.

De gegevens die zijn opgenomen van de Australische grondstations en door SOFIA zullen de komende weken worden geanalyseerd en gepubliceerd in peer-reviewed tijdschriften.

Maar één ding dat de tijdschriften niet zullen benadrukken, is de opwinding van de observatie, en de enorme inspanning van een paar personen die hebben geholpen bij het verkrijgen van deze gegevens die ons hopelijk een beter begrip van de atmosfeer van Titan zouden moeten geven.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.