Завдяки місії Кассіні та зонду Гюйгенса ми побачили вологий світ, коли наука оглянула Місяць Сатурна, Титан. Хоча хімічний склад відрізняється від нашого, Титан все ще має подібні особливості, такі як хмари, туман, дощ і навіть озера. Однак походження цих особливостей досі не було добре пояснено.
Дослідники Каліфорнійського технологічного інституту (Caltech) наполегливо працювали над створенням комп'ютерної програми, заснованої на спостереженнях, зроблених Кассіні та зображеннями радіолокатора, які могли б допомогти пояснити погодні зміни Титану та рідкі поверхневі відкладення. Один з головних дивацтв був виявлений у 2009 році, коли Одід Ахаронсон, професор кафедри планетарних наук Калтех, і його команда підтвердили, що озера Титана виявилися зібраними навколо його полюсів - переважно в північній півкулі, ніж у порівнянні з південними - але це не єдина цікавість. Підозрювались, що райони навколо екватора сухі, але зонд Гюйгенса виявив ділянки стоку, і через чотири роки дослідники спостерігали штормову систему, що подає вологу. Потрібно більше? Потім перегляньте хмари, які спостерігаються наземними телескопами ... Вони збираються навколо південних середніх та високих широт під час літнього сезону південного півкулі Титану.
«Ми можемо спостерігати роками і бачити, що майже нічого не відбувається. Це погана новина для людей, які намагаються зрозуміти метеорологічний цикл Титана, оскільки не тільки речі трапляються нечасто, але ми, як правило, пропускаємо їх, коли вони НЕ трапляються, тому що ніхто не хоче витрачати час на великі телескопи - що вам потрібно вивчити, де хмари є і що з ними відбувається - дивлячись на речі, які не трапляються ", - пояснює Майк Браун з Каліфорнійського технологічного інституту (Caltech).
Звичайно. Дослідники наполегливо працювали над створенням моделей, які могли б пояснити ці екзотичні особливості погоди, але такі пояснення включають теорії виходу, наприклад, кріогенні вулкани, які вибухають пари метану, викликаючи хмари. Однак останні комп'ютерні візуалізації набагато основніші - принципи циркуляції атмосфери. "У нас є єдине пояснення багатьох спостережуваних особливостей", - каже Тапіо Шнайдер, професор екологічних наук та техніки Франк Дж. Гіллун. "Для цього не потрібні кріовулкани або щось езотеричне". Шнайдер разом із аспірантом Caltech Sonja Graves, колишньою аспіранткою Caltech Емілі Шаллер (PhD'08) та Майком Брауном, професором Річарда та Барбари Розенберг та професором планетарної астрономії опублікували свої висновки у випуску журналу за 5 січня Природа.
Чому цей набір даних відрізняється від попередників? За словами Шнайдера, ці нові симуляції змогли відтворити хмарні структури, які відповідають фактичним спостереженням - аж до розподілу озер. "Метан, як правило, збирається в озерах навколо полюсів, тому що сонячне світло там в середньому слабкіше", - пояснює він. "Енергія від сонця зазвичай випаровує рідкий метан на поверхні, але оскільки на полюсах зазвичай менше сонячного світла, рідкий метан там накопичується в озерах". Оскільки Титан має витягнуту орбіту, він знаходиться трохи далі влітку на північній півкулі, що дозволяє триваліший сезон дощів і, таким чином, більш сильне скупчення озер.
То що робити з бурями? Біля екватора Титан не дуже захоплюючий - чи це? Спочатку це було теоретизовано, область була майже пустелеподібною. Ось чому, коли зонд Гюйгенса виявив докази вибігу, стало очевидним, що існуючі моделі можуть бути неправильними. Уявіть собі сюрприз, коли Шаллер, Браун, Шнайдер та тодішній докторат Генрі Ро виявили в цьому нібито бурхливому регіоні шторми у 2009 році! Ніхто не міг це зрозуміти, і програми зробили трохи більше, ніж передбачили хрип. З новою моделлю можливі сильні дощі. "Дуже рідко йде дощ на низьких широтах", - говорить Шнайдер. "Але коли йде дощ, він ллється".
То що ще робить нову модель комп’ютера Титан погодою ще більш унікальною? Цього разу він проходить 135 років Титану і пов'язує метанові озера - і як розподіляється метан - з його атмосферою. Згідно з дослідженнями, це відповідає поточним спостереженням Титану погоди і допоможе передбачити, що можна побачити в найближчі роки. Складати передбачувані прогнози - це "рідкісна і красива можливість у планетарних науках", - говорить Шнайдер. "Через кілька років ми дізнаємось, наскільки вони правильні чи неправильні".
"Це лише початок", - додає він. "Зараз у нас є інструмент для нової науки, і ми можемо багато зробити і зробимо".
Оригінальне джерело історії: Вісник Каліфорнійського технологічного інституту. Для подальшого читання: Вчені Каліфорнії відкривають бурі в тропіках Титану.
