Впервые обнаруженные штормы на Титане доказывают, что эта луна больше похожа на Землю, чем мы думали

С тех пор, как орбитальная станция “Кассини” вошла в систему Сатурна в июле 2004, учёные и общественность получали постоянный поток данных, касающихся этого окольцованного гиганта и множества его потрясающих лун. В частности, довольно много внимания было сконцентрировано на крупнейшей луне Сатурна, Титане, обладающей неожиданно многими характеристиками, делающими его похожей на Землю.

Сюда входят атмосфера, богатая азотом, наличие жидкостей на поверхности, динамический климат, органические молекулы, активная пребиотическая химия. Самые новые откровения, поступившие от “Кассини”, говорят о том, что на Титане случаются периодические пылевые штормы. В результате луна вошла в небольшой класс небесных тел, ранее зарезервированный лишь для Земли и Марса.

Это открытие совершила международная группа учёных из Франции, США, Европейского космического агентства, НАСА и других университетов и институтов.


Анимация на основе изображений, полученных “Кассини”, показывает яркие пятна, которые оказались пылевыми штормами

Исследование основано на данных, полученных визуальным и инфракрасным спектрометром зонда VIMS, получавшим изображения Титана во время множества пролётов с мая 2009 по сентябрь 2010. На анимации видно, что за это время атмосфера претерпела множество изменений, и видимые на ней яркие пятна учёные отнесли к пылевым штормам.

Как объяснил ведущий автор работы Себастьян Родригез, астроном из IPGP:

Титан – луна крайне активная. Нам это уже известно по его геологии и экзотическому углеводородному циклу. Теперь мы можем ввести ещё одну аналогию с Землёй и Марсом: активный пылевой цикл, в котором органическая пыль подымается с крупных полей дюн вокруг экватора Титана.

Учёным уже было известно, чем Титан похож на Землю. Кроме того, что это единственное небесное тело в Солнечной системе с азотной атмосферой приличного размера, это ещё и единственное тело, на поверхности которого существуют стабильные скопления жидкости. И, как на Земле, там существуют циклы обмена между атмосферой и поверхностью.

Но если на Земле этот цикл состоит из испарения воды, формирования облаков, выпадения дождя обратно на поверхность (гидрологический цикл), на Титане в этом процессе участвуют метан и этан. На Титане, как и на Земле, также имеются сезонные изменения погоды. Когда Солнце пересекает экватор Титана (равноденствие), в его тропических районах могут появляться массивные тучи и метановые шторма – один из которых и наблюдал “Кассини”.


Изображения, полученные с пролётов “Кассини” мимо Титана в 2009 и 2010 годах, на которых видно внезапное появление трёх экземпляров ярких пятен (пылевых штормов)

Родригес с командой впервые заметили три необычных пятна на экваторе Титана, анализируя инфракрасные изображения, сделанные “Кассини” в 2009 году, примерно в период северного равноденствия луны. Эти яркие пятна сначала приняли за метановые облака, но последующие исследования показали, что это должно быть что-то совершенно другое. Как пояснил Родригес:

На основании того, что нам известно по поводу формирования облаков на Титане, можно заявить, что существование подобных метановых облаков в этой области в это время года физически невозможно. Конвекционные метановые облака, которые могут появиться в этой области и в это время, содержали бы огромные капли и должны были бы находиться на большой высоте – гораздо больше той высоты в 10 км, на которой, как говорят наши модели, расположены данные образования.

Ещё одной возможностью было то, что эти пятна соответствуют таким особенностям поверхности, как замёрзшие метановые дожди или потоки ледяной лавы. Однако эти особенности давали бы совершенно другие химические сигнатуры, и их было бы видно в течение долгих промежутков времени – а обнаруженные пятна были видны довольно недолго, от 11 часов до пяти недель.

Оплатите подписку, и реклама отключится

Чтобы разобраться в этом вопросе, команда построила несколько моделей, из которых стало ясно, что эти особенности находились в атмосфере, но достаточно близко к поверхности. Они также заметили, что яркие пятна располагались прямо над полями дюн, идущих вокруг экватора Титана и состоящих из крохотных твёрдых частиц органики. Это оставило лишь одно объяснение – пятна должны быть облаками пыли, поднятыми с дюн.

Конечно, открытие облаков органической пыли не так уж и удивительно. Учёным уже давно известно, что подобная пыль формируется, когда органические молекулы появляются в результате реакции солнечного света и метана в атмосфере Титана. Достигая определённого размера, они падают на поверхность. Наличие дюн говорит о существовании сильных ветров, а значит, о возможности перемещения песков.

Однако, интересно в этом исследовании то, что пылевые штормы впервые наблюдались на Титане. Более того, теперь, когда мы знаем, что ветра могут переносить органическую пыль на большие расстояния, это может серьёзно повлиять на наше понимание динамики Титана. Титан, по сути, может быть похожим на Землю ещё и тем, что у него есть глобальные циклы органической пыли, и результаты этого могут напоминать то, что происходит на Земле.

“Мы считаем, что зонд “Гюйгенс“, опустившийся на поверхность Титана в январе 2005, поднял при этом небольшое количество органической пыли, – сказал Родригес. – Но данные наблюдения, сделанные Кассини, демонстрируют этот эффект на гораздо более крупных масштабах. Скорость ветра, необходимая для поднятия наблюдаемого нами количества пыли, должна быть очень большой – примерно в пять раз больше скорости, которую определяют измерения “Гюйгенса” рядом с поверхностью, и которую показывают климатические модели”.

И хотя миссия “Кассини” завершилась 15 сентября 2017 года, когда его специально столкнули с атмосферой Сатурна, учёные до сих пор обрабатывают те объёмы данных, что он собрал в течение 13 лет на орбите вокруг окольцованного гиганта. Открытие того, что на Титане проходят пылевые штормы, схожие со штормами на Земле и Марсе, является просто самым последним наблюдением из сделанных этой миссией.

В будущем на Титан планируется отправить несколько роботизированных миссий, от воздушных шаров, спускаемых аппаратов, воздушных платформ и вертолётов до вёсельных и подводных лодок. И какую бы форму ни приняла следующая миссия, её цель понятна: узнать больше о динамичной окружающей среде Титана и поискать признаки наличия возможной жизни.

Источник

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

878 просмотров всего, 3 просмотров сегодня

Ещё записи на эту тему

Астрономы находят огромное количество миров с жидкой водой... С момента подтверждения открытия первой экзопланеты в 1992 году астрономы нашли уже тысячи миров, существующих за пределами нашей Солнечной системы. Поскольку теперь новые экзопланеты открываются ...
Найдено прямое доказательство того, что первые звёзды появились не позже 250 млн лет после Большого ... Большое изображение слева заполнено множеством галактик массивного скопления MACS J1149+2223. Гравитационное линзирование гигантского скопления усиливает свет недавно обнаруженной галактики, MACS 11...
Насколько быстро расширяется Вселенная? Команды Хаббла и Гайи объединились, чтобы провести наиболее точное измерение на сегодня В 1920-х Эдвин Хаббл сделал революционное открытие – оказалось, что Вселенная расширяется. Изначально такое п...
Не объявит ли случайно человечество межзвёздную войну инопланетным цивилизациям?... Существует множество звёзд с подтверждённым наличием экзопланет, расположенных в пределах 25 световых лет от Солнца, а такие миссии, как K2 и TESS найдут их ещё больше. Они являются прекрасными целя...