геофизики определяют еще одну загадку спутника Сатурна — Титан

:  Планетарные геофизики Университета Калифорнии (Санта-Круз) определяют еще одну загадку Титана (спутник Сатурна), связанную с плотной и жесткой ледяной коркой на его поверхности. Мир, покрытый дымкой, очень хорош в том, что касается хранения секретов. Новое исследование предполагает, что спутник Сатурна Титан обладает твердой и плотной ледяной коркой. Такое предположение ставит ученых в тупик, поскольку их представления о динамичной поверхности и атмосфере спутника основаны на понятии его гибкого покрытия. «Ситуация на Титане уже давно с трудностью поддается каким-либо объяснениям. Сейчас же положение вещей стало еще запутаннее», говорит соавтор исследовательской работы Дуг Хемингуэй, планетарный геофизик Университета Калифорнии (Санта-Круз).

Титан – самый большой спутник Сатурна, способный похвастаться очень плотной атмосферой. Космический зонд НАСА «Кассини», вращающийся на орбите Сатурна с 2004-го, смог увидеть сквозь мглу Титана запасы метана и других углеводородов в форме обширных наземных озер и парящих дюн, состоящих из замерзшего вещества. «Кассини» также нашел доказательства существования на спутнике водного океана в жидком состоянии, отделенного от поверхности ледяной коркой.

Хемингуэй и его коллеги провели то, что они считали простым анализом двух новых наборов данных «Кассини»: один из них отслеживал гравитацию Титана, другой – топографию разных областей поверхности спутника. Они ожидали, что холмистые области Титана, где корка наиболее толстая, будут обладать немного более мощной силой притяжения, чем низкие зоны, по причине большей массы. Тем не менее, Хемингуэй был поражен находкой противоположного соотношения: высокие участки имели более низкие гравитационные показатели. «Мы посчитали, что наши математические расчеты оказались неправильными», говорит он.

Убедившись в том, что результаты анализа верны, команда Хемингуэя попыталась найти объяснение гравитационной связи. Их внимание сфокусировалось на границе ледяной корки, расположившейся над водным океаном. Поскольку плотность льда ниже показателей воды в жидком состоянии, самые толстые участки корки должны иметь способность держаться на плаву, поднимаясь вверх и формируя горы на поверхности спутника. Данный сценарий, тем не менее, может осуществиться только в том случае, если корка достаточно тонкая и гибкая.

Когда данные о топографии и гравитации были введены в уравнение, обнаружилось, что ледяное покрытие Титана является слишком толстым и жестким для подъема вверх. Вместо этого тяжелые обломки льда остаются погруженными в жидкость. Вследствие низкой плотности они обладают и массой, которая меньше массы вытесняемой воды, что и является причиной более слабой силы притяжения.

Вдобавок к этому, команда Хемингуэя прогнозирует, что ветры и дожди Титана вызывают эрозию, переносящую массу от горных вершин к впадинам у их подножий, усиливая обратную связь между явлениями гравитации и подъема.

Отчет об исследовании можно найти в журнале «Природа» за 29 августа 2013 года.

Понимание густоты и жесткости ледяного покрытия Титана является ключевым в определении факторов, лежащих в основе метановых дождей спутника, его озер и дюн. Атмосфера содержит настолько большое количество метана, что в случае его полного выпадения в виде осадков сформируется глобальное покрытие толщиной в 10 метров. Ученые, тем не менее, не имеют никакого представления о происхождении метана. До проведения настоящего исследования наиболее очевидным виделось происхождение газа из-под поверхности спутника, говорит планетолог Университета Корнелл Джонатан Лунин. Но, в данном случае, метану будет очень сложно пробиться в атмосферу сквозь толстую и плотную корку на поверхности Титана.

Лунин надеется, что астрономам удастся ответить на этот вопрос до 2017 года, когда «Кассини» закончит свою миссию, врезавшись в Сатурн.

comments powered by HyperComments

Также читайте