“Чарівні острови” Титана, ймовірно, є плаваючими шматками пористих, заморожених органічних твердих речовин, виявило нове дослідження, яке базується на попередніх роботах, які припускають, що це бульбашки газу. Дослідження було опубліковано в Geophysical Research Letters.
Найбільший супутник Сатурна, Титан, покриває туманно-помаранчева атмосфера, яка на 50% товща за земну та багата на метан та інші вуглецеві або органічні молекули. Його поверхня вкрита темними дюнами з органічного матеріалу та морями рідкого метану та етану. Ще дивніше те, що на радіолокаційних зображеннях виглядає як змінні яскраві плями на поверхні морів, які можуть тривати від кількох годин до кількох тижнів і більше.
Вчені вперше помітили ці ефемерні «чарівні острови» у 2014 році під час місії «Кассіні-Гюйгенс» і з того часу намагаються з’ясувати, що це таке. Попередні дослідження показали, що вони можуть бути фантомними островами, спричиненими хвилями, або справжніми островами, які складаються із зважених твердих речовин, плаваючих твердих речовин або бульбашок азоту.
Синтін Юй, планетолог і провідний автор нового дослідження, задався питанням, чи може уважний погляд на зв’язок між атмосферою Титана, рідкими озерами та твердими матеріалами, що осідають на поверхні Місяця, виявити причину цих таємничих островів.
«Я хотів дослідити, чи справді чарівні острови можуть бути органікою, що плаває на поверхні, як пемза, яка може плавати у воді тут, на Землі, перш ніж остаточно затонути», — сказав Ю.
Дивний світ органіки
Верхня атмосфера Титану насичена різноманітними органічними молекулами. Молекули можуть злипатися разом, замерзати й падати на поверхню Місяця, включно з її моторошно гладкими річками й озерами рідкого метану й етану з хвилями заввишки лише кілька міліметрів.
Ю та її команда цікавилися долею цих органічних згустків після досягнення вуглеводневих озер Титана. Вони потонуть чи спливуть?
Щоб знайти відповідь, команда спочатку дослідила, чи можуть органічні речовини Титану просто розчинятися в метанових озерах Місяця. Оскільки озера вже насичені органічними частинками, команда визначила, що падаючі тверді речовини не розчиняться, коли вони досягнуть рідини.
«Для того, щоб ми могли побачити чарівні острови, вони не можуть просто плавати на секунду, а потім тонути», — сказав Ю. «Вони повинні плавати деякий час, але не вічно».
Озера й моря Титану складаються переважно з метану й етану, обидва мають низький поверхневий натяг, через що твердим речовинам важче плавати. Моделі припустили, що більшість заморожених твердих речовин були занадто щільними, а поверхневий натяг занадто низьким, щоб створити чарівні острови Титана, якщо тільки грудки не були пористими, як швейцарський сир.
Якби крижані згустки були достатньо великими і мали правильне співвідношення отворів і вузьких трубок, рідкий метан міг би просочуватися досить повільно, щоб згустки могли залишатися на поверхні, виявили дослідники.
Моделювання Ю припустило, що окремі згустки, ймовірно, занадто малі, щоб плавати самі по собі. Але якщо біля берега з’єднається достатня кількість згустків, більші шматки можуть відірватися й попливти, подібно до того, як льодовики розростаються на Землі. Завдяки поєднанню більшого розміру та правильної пористості ці органічні льодовики можуть пояснити феномен чарівного острова.
На додаток до чарівних островів, тонкий шар замерзлої речовини, що покриває моря й озера Титана, може пояснити незвичайну гладкість рідких тіл. Таким чином, результати цього дослідження можуть пояснити дві таємниці Титана.