Среда, 21 февраля, 2024
ДомойКосмосТаинственные «волшебные острова» Титана – сотовые углеводородные айсберги на крупнейшем спутнике Сатурна

Таинственные «волшебные острова» Титана – сотовые углеводородные айсберги на крупнейшем спутнике Сатурна

- Advertisement -

Пейзаж Титана в исполнении художника отличается туманной атмосферой, темными дюнами и зеркально гладкими озерами и морями, напоминающими земные. Новые исследования показывают, что на этих телах из жидких углеводородов появление «волшебных островов» может быть вызвано плавающими органическими твердыми частицами. Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения.

Сатурнкрупнейшие лунные дожди и снега — этан, метан и более причудливые органические соединения. На земле накопленные куски могут откалываться, как ледники на краях лунных метановых озер, образуя эфемерные плавучие «волшебные острова».

«Волшебные острова» Титана, скорее всего, представляют собой плавающие куски пористых, замороженных органических твердых веществ, показывает новое исследование, основанное на предыдущих работах, предполагающих, что это были газовые пузыри. Исследование было опубликовано в Письма о геофизических исследованияхжурнал AGU, в котором публикуются эффективные краткие отчеты с немедленными последствиями, охватывающие все науки о Земле и космосе.

Уникальная атмосфера и поверхность Титана

Туманно-оранжевая атмосфера, на 50% толще земной и богатая метаном и другими углеродными или органическими молекулами, покрывает самый большой спутник Сатурна, Титан. Его поверхность покрыта темными дюнами из органического материала и морями жидкого метана и этана. Еще более странными являются то, что на радиолокационных изображениях выглядит как смещающиеся яркие пятна на поверхности моря, которые могут длиться от нескольких часов до нескольких недель и более.

Радар пронзает толстую завесу смога на Титане, открывая озера и большое море в районе северного полюса Луны, заснятые космическим кораблем Кассини. На Лигейя-Маре были замечены временные яркие пятна, «волшебные острова», которые появлялись и исчезали. Авторы и права: центр, НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калтех/ASI/USGS; слева и справа, НАСА/ЕКА. Благодарность: Т. Корне, ЕКА

Тайна Волшебных островов

Ученые впервые заметили эти эфемерные «волшебные острова» в 2014 году. Кассини-Миссия «Гюйгенс» и с тех пор пытались выяснить, что это такое. Предыдущие исследования показали, что это могут быть фантомные острова, созданные волнами, или настоящие острова, состоящие из взвешенных твердых веществ, плавающих твердых тел или пузырьков газообразного азота. Синьтин Юй, планетолог и ведущий автор нового исследования, задался вопросом, может ли более пристальный взгляд на взаимосвязь между атмосферой Титана, жидкими озерами и твердыми материалами, отложившимися на поверхности Луны, выявить причину образования этих загадочных островов.

«Я хотел выяснить, могут ли волшебные острова на самом деле быть органикой, плавающей на поверхности, подобно пемзе, которая может плавать в воде здесь, на Земле, прежде чем окончательно затонуть», — сказал Ю.

Странный мир органики

Верхняя атмосфера Титана насыщена разнообразными органическими молекулами. Молекулы могут слипаться, замерзать и падать на поверхность Луны, в том числе в ее устрашающе гладкие реки и озера жидкого метана и этана с волнами высотой всего несколько миллиметров.

Ю и ее команду интересовала судьба этих органических сгустков после достижения углеводородных озер Титана. Будут ли они тонуть или плавать?

Исследование теории плавания

Чтобы найти ответ, команда сначала исследовала, будут ли органические твердые вещества Титана просто растворяться в метановых озерах Луны. Поскольку озера уже насыщены органическими частицами, команда определила, что падающие твердые частицы не растворяются, когда достигают жидкости.

«Чтобы мы могли увидеть волшебные острова, они не могут просто плавать на секунду, а затем тонуть», — сказал Ю. «Им придется плавать какое-то время, но и не вечно».

Озера и моря Титана состоят в основном из метана и этана, оба из которых имеют низкое поверхностное натяжение, что затрудняет плавание твердых тел. Модели предполагали, что большинство замороженных твердых веществ были слишком плотными, а поверхностное натяжение слишком низким, чтобы создать волшебные острова Титана, если только комки не были пористыми, как швейцарский сыр.

Исследователи обнаружили, что если бы ледяные комки были достаточно большими и имели правильное соотношение отверстий и узких трубок, жидкий метан мог бы просачиваться внутрь достаточно медленно, чтобы комки могли задерживаться на поверхности.

Образование Волшебных островов

Моделирование Ю показало, что отдельные комки, вероятно, слишком малы, чтобы плавать сами по себе. Но если у берега скопится достаточное количество комков, более крупные куски могут отколоться и уплыть, подобно тому, как ледники откалываются на Земле. Благодаря сочетанию большего размера и правильной пористости эти органические ледники могли бы объяснить феномен волшебного острова.

Помимо волшебных островов, необычную гладкость жидких тел можно объяснить тонким слоем замороженных твердых веществ, покрывающим моря и озера Титана. Таким образом, результаты этого исследования могут объяснить две загадки Титана.

Ссылка: «Судьба простых органических веществ на поверхности Титана: теоретическая перспектива», Синтин Ю, Юэ Ю, Джулия Гарвер, Си Чжан и Патрисия МакГигган, 4 января 2024 г., Письма о геофизических исследованиях.
DOI: 10.1029/2023GL106156

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме