Ученые рассказали, чем озера на спутнике Сатурна похожи на земные

30 сентября 2020, 13:24

Озера на спутнике Сатурна Титане, которые состоят из метана, этана и азота, а не воды, все же образуют слои, так же, как и озера на Земле.

Однако в то время, как озера на Земле стратифицируются (делятся на слои) в зависимости от температуры, озера Титана стратифицируются исключительно из-за странных химических взаимодействий между поверхностными жидкостями и атмосферой.

Видео дня

Деление водоема на слои возникает, когда разные части озера имеют разную плотность, при этом менее плотный слой плавает поверх более плотного. На Земле озера в умеренном климате летом часто расслаиваются на слои, поскольку Солнце нагревает поверхность озера, заставляя эту воду расширяться и становиться менее плотной, образуя слой теплой воды, который буквально плавает по более холодной воде внизу.

Эта стратификация, обусловленная плотностью, может иметь место и на Титане; однако это происходит из-за количества атмосферного азота, которое могут растворять поверхностные жидкости Титана, а не из-за нагрева и расширения жидкостей.

«Озера на Титане — это больше, чем просто лужи сжиженного природного газа, это динамические места, в которых происходят сложные физические процессы. Они могут расслаиваться, переворачиваться и, возможно, извергаться», — сказал сотрудник Института планетных наук Джордан Штеклоффа, ведущий автор работы «Динамика стратификации озер Титана посредством испарения метана».

Поскольку жидкий метан менее плотен, чем жидкий этан, долгое время считалось, что метан Титана обычно плавает над жидким этаном. Однако, если учесть сродство метана к атмосферному азоту, метан может растворять достаточно азота при низких температурах, чтобы стать более плотным, чем этан.

Штеклофф и его исследовательская группа поняли, что такое поведение по своей природе будет приводить к делению озера на слои при температурах всего на несколько градусов ниже, чем обычно наблюдается на Титане.

«Мы сосредоточились на небольших неглубоких озерах, которые наполняются после дождя на Титане, и обнаружили, что при низкой температуре испарение метана с поверхности может вытеснять растворенный азот, который является тяжелым», — сказал Штеклофф.

Несмотря на холодную температуру поверхности около 90 Кельвинов (-183 по Цельсию), способность Титана выдерживать дождь, реки и озера, естественно, требует сравнения с нашей родной планетой.

«Земля — ​​самая похожая на Титана планета из известных. Как и на Титане, на Земле есть динамические озера. На обоих активны похожие процессы, что показывает, что сложным поведением поверхностных жидкостей можно управлять с помощью нескольких простых правил и процессов», — сказал Штеклофф.

Ранее НВ писал, что астрономы подсчитали: внешняя миграция Титана от Сатурна происходит примерно в 100 раз быстрее, чем предполагалось ранее.

Это говорит о том, что спутник сформировался намного ближе к планете во время рождения Солнечной системы 4,5 млрд лет назад и за прошедшие годы мигрировал на расстояние около 1,2 млн км от планеты.

«Большинство предыдущих работ предсказывали, что такие спутники, как Титан или спутник Юпитера Каллисто, образовались на орбитальном расстоянии, аналогичном тому, где мы их видим сейчас. Это означает, что система спутников Сатурна и, возможно, кольца сформировались и развивались более динамично, чем считалось ранее», — объяснил теоретик-астрофизик Джим Фуллер из Калифорнийского технологического института.

Постепенное удаление спутника от центральной планеты — давно описанное учеными явление. Оно наблюдается и в паре Земля — Луна. Связано это явление с тем, что гравитация спутника, сколь бы мала она ни была, вызывает приливные явления на центральной планете.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях Facebook, Telegram и Instagram.

Показать ещё новости
Радіо НВ
X