«Чарівні острови» у морях Титану виявилися айсбергами із дивних матеріалів

У 2014 році місія «Кассіні-Гюйгенс» виявила у морях та озерах Титана, супутника Сатурна, яскраві плями, що переміщувалися з часом. Довгий час вчені не могли зрозуміти, що це за дивне явище. Схоже, тепер пояснення знайдено: про великі айсберги (правда, зовсім не з водного льоду).

Титан — це другий за величиною супутник Сонячної системи, діаметром близько 5150 кілометрів, за площею поверхні більше Євразії та Африки разом узятих. Він обертається навколо Сатурна, тобто такий далекий від Сонця, що отримує у сотню разів менше сонячної енергії на одиницю площі, ніж Земля. Тому температура його поверхні майже -180 градусів. Відповідно, його поверхня складена з льодів, а місцевий аналог піщаних дюн включає навіть нафталін. На супутнику чимало річок, озер та морів. Але наповнені вони не водою, а рідким етаном, пропаном та метаном. Загальний обсяг вуглеводнів у цих морях у кілька разів більший, ніж усі відомі запаси такого роду на Землі.

Дослідження Титану вкрай утруднено, тому що його в основному азотна атмосфера вчетверо щільніша за земну (тиск на поверхні в півтора раза вище земного). У настільки щільній та холодній атмосфері постійно панує щільний серпанок та хмари. Спостерігати через них у видимому та ряді інших діапазонів дуже складно. У 2005 році посадковий апарат «Гюйгенс» здійснив там першу (і поки що останню) в історії м’яку посадку за межами орбіти Марса, серйозно збільшивши наші знання про Титана, проте багато речей залишилися неясними. З 2014 року апарат «Кассіні» виявив, за допомогою радара, якісь яскраві плями в морях Титану, причому ці плями згодом змінювали своє місцезнаходження. Це викликало досить серйозний подив. Ідея про плаваючу кригу тут напрошувалася, але що це був за лід?

Річ у тому, що основний компонент морів супутника Сатурна — рідкий етан з домішкою рідкого метану, щільністю близько 0,6 тонни на кубометр. Тобто йдеться про дуже легку рідину. Однак твердий в основному етановий лід у таких умовах не особливо добре плаває — він повинен бути важчим за оточуючу його рідину. Крім того, рідкий етан і метан мають набагато менший поверхневий натяг, ніж вода, що додатково ускладнює плавання в ньому для щільних об’єктів. Нарешті, чисто етановий формується лише за температур нижче -182.

Однак на Титані така щільна атмосфера, що сезонні коливання температури навіть у полюсів вкрай незначні. Отже, стійкий твердий етан там малоймовірний. Раніше можливість плавання вуглеводневих крижин в умовах Титану намагалися обґрунтувати їх великою пористістю: якщо вона перевищує п’ять відсотків, такий лід зможе плавати. Однак залишилося незрозумілим: з чого можуть складатися такі пористі льоди.

Автори нової роботи, опублікованої в Geophysical Research Letters, підійшли до проблеми з іншого боку. Вони зазначають, що в атмосфері Титану неминуче повинні утворюватися молекули значно важче і азоту, і метану (двох основних газів місцевої газової оболонки). Отже, вони повинні випадати на поверхню, на кшталт земного снігу. Тільки місцевий сніг складатиметься багато в чому з нітрилів (сполуки вуглецю, водню та азоту), вуглеводнів з потрійним зв’язком та бензолів.

За допомогою розрахунків дослідники з’ясували, що подібний сніг, що складається з ціаністого водню, згодом може утворити кригу з високою пористістю до 25-60 відсотків за обсягом. У такому разі, якщо йдеться про море багате на етан, цей лід зможе плавати в ньому. Автори роботи зазначають, що лід альтернативного складу матиме суттєві проблеми із тривалим плаванням у морях Титану.

Водночас, зазначають вони, такі пористі льоди навряд чи утворюються безпосередньо з вуглеводневих «сніжинок», що падають у моря та озера. Вони повинні бути занадто малих розмірів, щоб проплавати досить довго і не потонути. Більш ймовірно, що такий «сніг» падає на береги морів Титану і встигає утворити там більші грудки, а потім хвилі підмивають пухкий лід, що утворився, і відколюють від нього великі ділянки, як це відбувається з айсбергами в земних морях.

Подібний сценарій, зазначають вчені, може пояснити ще одну незвичну особливість морів та озер супутника Сатурна: відсутність на них великих хвиль. У зоні насиченої плаваючим льодом формування та стійке існування великих хвиль серйозно утруднено.

Варто зазначити, що такі роботи мають далеко не теоретичне значення. Титан — одне з найцікавіших для досліджень місць Сонячної системи. І справа не лише в його екзотичних вуглеводневих морях, а й у тому, що під ними. У глибині супутника лежать великі підповерхневі водні океани. У перспективі їх розумно вивчити щодо життя. Однак потрібні для цього місії потребують важкого обладнання. У 2005 році «Гюйгенс» сів на поверхню, яка здавалася твердою під час планування місії, але на практиці виявилася близькою до болота. Поліпшення розуміння складу поверхні Титану необхідне успішності майбутніх висадок там.

Джерело portaltele

Ви читаєте незалежне україномовне видання "SUNDRIES". Ми не належимо ні олігархам, ні депутатам. Отож ми потребуємо Вашої підтримки для розвитку та збереження незалежності. Підтримайте нас!

Цей веб-сайт використовує файли cookie, щоб покращити ваш досвід. Ми припустимо, що ви з цим згодні, але ви можете відмовитися, якщо хочете. Прийняти Читати більше