galaxies

Туманность Андромеды

Previous Entry Share Next Entry
Волны Титана: где же они?
Universe
sv_vida_nueva wrote in galaxy_m31


Одним из самых поразительных открытий за последние 10 лет оказалось значительное сходство ландшафта Титана, одного из спутников Сатурна, с земным ландшафтом. Точно также как земная, поверхность Титана покрыта морями и озёрами; там есть русла рек, острова, заболоченные места, а в атмосфере - дождевые облака, и может быть даже радуги. Эта исполинская луна, несомненно, довольно-таки мокрое место. Однако воды, т.е. H2O,  на Титане нет. Температура поверхности спутника опускается до отметки 290 градусов ниже нуля по Фаренгейту (-178° по Цельсию), жидкой воды при такой температуре быть не может. Учёные предполагают, что жидкость, формирующая поверхность Титана – это некая неизвестная до сих пор смесь метана, этана, и других незамерзающих при низких температурах углеводородов.

Представление о Титане как о мире, не страдающем от засухи, и располагающем своими собственными источниками местной «воды», широко распространено среди учёных. По крайней мере, не существует других причин, позволяющих объяснить следующие наблюдения космических аппаратов: с 2004 года «Кассини» облетел этот спутник Сатурна уже 90 раз, изучая его поверхность при помощи радиолокации; в результате была получена карта морей и озёр Титана. При посадке на Титан в 2005 году космический зонд Гюйгенс прошёл через слой облаков, насыщенных влагой, а поверхность, на которую приземлился аппарат, фактически оказалась влажной почвой.  Однако планетологу Алексу Хейсу, участнику радиолокационной исследовательской группы Корнелльского Университета, не дает покоя вопрос: «если на Титане действительно так мокро, то где же волны?» 

У нас на Земле массы воды редко бывают неподвижными.  Даже лёгкий бриз вызывает рябь на поверхности воды; капли дождя, падающие в море, тоже создают впечатление шероховатой поверхности. На Титане же озерная гладь остаётся подозрительно ровной; ни намёка на самую мелкую рябь, - об этом свидетельствуют показания локаторов Кассини, фиксирующие изменения даже в миллиметровом диапазоне. «Мы знаем, что на Титане есть ветер, - говорит Хейс, - тому свидетели величественные песчаные дюны этой луны. Прибавьте сюда слабую гравитацию Титана – всего лишь одна седьмая Земного тяготения – а это значит, что для волнообразования на спутнике нет никаких препятствий. Так почему же волн нет? – вот где начинаются настоящие загадки!»

Исследователи предложили несколько версий: а может быть, озёра Титана замёрзли? Хейс, однако, считает такое объяснение маловероятным: «у нас есть данные, свидетельствующие о наличии осадков в виде дождя, а температура поверхности спутника гораздо выше точки плавления метана». Тогда, может быть, поверхность озер покрыта веществом, по своим свойствам напоминающим дёготь, и оно гасит волны в зародыше? «Мы пока не исключаем такую версию», - комментирует Хейс. Разрешение загадки, быть может, содержится в результатах исследования Хейса и его коллег, опубликованного в июльском номере интернет-журнала «Икар». Принимая во внимание незначительную гравитацию Титана, низкую вязкость жидких углеводородов, плотность атмосферы спутника и другие факторы, ученые вычислили скорость ветра, необходимую для того, чтобы вызвать к жизни волны: это скорость неторопливо прогуливающегося пешехода, всего 1-2 мили в час (меньше 0,1 м/с).

Отсюда – третья версия: ветры на спутнике просто-напросто слишком слабы. Аппарат «Кассини» достиг Сатурна в 2004 году и северное полушарие Титана, где расположена большая часть озёр, с тех самых пор всё ещё спит в оковах зимы. Холодный и тяжёлый зимний воздух практически неподвижен, незначительные движения в атмосфере редко достигают интенсивности, необходимой для образования волн.

Но именно сейчас происходит смена времён года. В августе 2009 года Солнце пересекло экватор спутника в северном направлении. Наступает лето, а вместе с ним свет, тепло, и ветер приходят в «страну озёр» Титана. «В соответствии с климатической моделью, ветры будут набирать силу, достаточную для образования волн, по мере приближения солнцестояния в 2017 году», - комментирует Хейс.

Если волны появятся, «Кассини» сможет их обнаружить. Радиолокация волнующейся поверхности озёр может рассказать о многом. Размер волны поможет определить вязкость глубинных слоёв жидкости, а, следовательно, и её химический состав. Кроме того, скорость движения волн позволит измерить скорость ветра в более высоких слоях атмосферы, и таким образом появится дополнительная возможность проверить, соответствует ли истине модель климата на Титане.  Алекс Хейс вдохновлён перспективой «заложить основы внеземной океанографии». «Всё, что нам сейчас нужно, - говорит он, - это бурное море».


Источник: http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2013/22jul_titan/
Примечание: звуковая дорожка видеозаписи - текст этой статьи в оригинале (англ.)

?

Log in