Коли минулого місяця зонд Європейського космічного агентства Гюйгенс відвідав місячний Титан Сатурна, зонд здійснив парашут через вологі хмари. Тут сфотографували річкові канали та пляжі та речі, схожі на острови. Нарешті, спускаючись крізь закручений туман, Гюйгенс приземлився у грязі.
Якщо коротко розповісти, Титан мокрий.
Крістіан Гюйгенс не був би трохи здивований. У 1698 році, за триста років до того, як зонд Гюйгенса покинув Землю, голландський астроном написав такі слова:
"Оскільки впевнені, що Земля та Юпітер мають свою Воду та Хмари, немає жодної причини, чому інші Планети повинні бути без них. Я не можу сказати, що вони точно однакові з нашою Водою; але те, що вони повинні бути рідкими, їх використання потребує, оскільки їхня краса робить це чітким. Ця наша Вода, на Юпітері чи Сатурні, замерзла б миттєво через величезну відстань Сонця. Тому кожна планета повинна мати власні води такого характеру, які не піддаються морозу ".
Гюйгенс відкрив Титан у 1655 році, саме тому зонд названий його ім'ям. У ті часи "Титан" був просто гострим світлом у телескопі. Хюйгенс не міг бачити хмари Титану, вагітні від дощу або схили Титану, скульптурні киплячими рідинами, але він мав прекрасну уяву.
"Вода" Титана - це рідкий метан, CH4, більш відомий на Землі як природний газ. Звичайна вода-земля, H2O, буде замерзлою твердою на Титані, де температура поверхні 290о F нижче нуля. Метан, з іншого боку, - текуча рідина, «яка не піддається морозу».
Джонатан Лунін, професор університету Арізони, є членом наукової команди місії Гюйгенса. Він та його колеги вважають, що Гюйгенс приземлився в еквіваленті титану Арізони, переважно сухого району з короткими, але інтенсивними мокрими сезонами.
«Річкові канали біля зонда Гюйгенса зараз виглядають порожніми, - каже Лунін, але рідини там були останнім часом, вважає він. Маленькі скелі, розкидані навколо місця посадки, переконливі: вони гладкі і круглі, як річкові скелі на Землі, і «вони сидять у невеликих западинах, викопаних, мабуть, кидаючими рідинами».
Джерелом усієї цієї вологи може бути дощ. Атмосфера Титана "волога", що означає багатий метан. Ніхто не знає, як часто йде дощ, "але коли це відбувається, - каже Лунін, - кількість пари в атмосфері в багато разів перевищує атмосферу Землі, тому ви можете отримати сильний злив".
І, можливо, веселки теж. «Інгредієнти, необхідні вам для веселки, - це сонячне світло та краплі дощу. Титан має і те й інше, - каже експерт з атмосферної оптики Лес Каулі.
На Землі веселки утворюються, коли сонячне світло відскакує і виходить із прозорих крапель води. Кожна крапелька діє як призма, поширюючи світло у знайомий спектр кольорів. На "Титані" веселки утворюватимуться, коли сонячне світло відскакує в краплі метану, які виходять, як і краплі води, прозорі.
"Їх краса [вимагає], щоб вони були чіткими ..."
"Метанова веселка була б більшою, ніж водна веселка", зазначає Каулі, "з первинним радіусом принаймні 49о для метану проти 42,5о для води. Це тому, що показник заломлення рідкого метану (1,29) відрізняється від показника води (1,33). " Порядок кольорів, однак, був би однаковий: синій зсередини і червоний зовні, із загальним натяком на помаранчевий, викликаний помаранчевим небом Титану.
Одна проблема: веселки потребують прямого сонячного світла, але небо Титану дуже туманне. "Видимі веселки на" Титані "можуть бути рідкісними", - каже Каулі. З іншого боку, інфрачервоні веселки можуть бути поширеними.
Атмосферний вчений Боб Уест з лабораторії реактивного руху НАСА пояснює: "Атмосфера Титана переважно чітка на інфрачервоній довжині хвилі. Ось чому космічний апарат Cassini використовує інфрачервону камеру для фотографування Titan. " Інфрачервоні сонячні промені мали б невеликі труднощі при проникненні мутного повітря та виготовлення веселок. Найкращий спосіб їх побачити: інфрачервоні окуляри "нічного бачення".
Вся ця розмова про дощ та дощі та грязь робить рідкий метан звуком дуже схожим на звичайну воду. Це не. Розглянемо наступне:
Щільність рідкого метану становить лише приблизно половину щільності води. Це щось, скажімо, будівельник човна на Титані повинен був би врахувати. Човни плавають, коли вони менш щільні, ніж рідина під ними. Для того, щоб плавати в рідкому метановому морі, човен «Титан» повинен був бути надто легким. (Це не так божевільно, як це звучить. Майбутні дослідники захочуть відвідати Титан, а човни можуть стати хорошим способом обійти.)
Рідкий метан також має низьку в'язкість (або "гугість") і низький поверхневий натяг. Дивіться таблицю нижче. Поверхневий натяг - це те, що надає воді її гумову шкіру і, на Землі, дозволяє водяним клопам скріттер через ставки. Водяний клоп на "Титані" негайно занурився б у ставок легковажного метану. З іншого боку, низька гравітація Титана, лише одна сьома сила тяжіння Землі, може дати створінню знову піднятися назад.
Назад до човнів: Гвинти, що перетворюються на метан, повинні бути надзвичайно широкими, щоб «схопити» достатньо тонкої рідини для руху. Вони також повинні бути виготовлені із спеціальних матеріалів, стійких до розтріскування при кріогенних температурах.
І стежте за тими хвилями! Європейські вчені Джон Зарнецький та Надеме Гафор підрахували, якими можуть бути метанові хвилі на Титані: в сім разів вище типових хвиль Землі (головним чином через низьку гравітацію Титану) і втричі повільніше, "що дає серферам дику їзду", - говорить Ghafoor.
І останнє, але не менш важливе, рідкий метан є горючим. Титан не підпалює, оскільки в атмосфері міститься так мало кисню - ключовий компонент для спалювання. Якщо дослідники відвідують Титан одного дня, їм доведеться бути обережними з киснем і протистояти позиву гасити пожежі «водою».
Інфрачервоні веселки, височі хвилі, моря приваблюють моряків. Гюйгенс не бачив жодного з цих речей, перш ніж він скочувався в грязі. Чи існують вони насправді?
"... немає жодних причин, чому інші Планети повинні бути без них".
Оригінальне джерело: [захищено електронною поштою]
