|
Состоят ли дюны Титана из кометной пыли
|
|
|
|
Новая теория предполагает, что величественные дюнные поля Титана, возможно, появились из космоса. Исследователи всегда предполагали, что песок, из которого состоят дюны Титана, образовался на месте в результате эрозии или конденсации атмосферных углеводородов. Но исследователи из Университета Колорадо хотят знать: могло ли это произойти от комет? Когда космический аппарат "Кассини" прибыл на орбиту вокруг Сатурна, никто еще не видел, что находится под плотной атмосферой Титана. Поэтому, когда он сбросил посадочный модуль "Гюйгенс" и начал исследовать Титан с помощью радара, проникающего сквозь облака, ученые были удивлены, узнав, что Титан очень похож на Землю. На Титане плотная азотная атмосфера, дожди, реки, океаны и огромные поля дюн. Но в отличие от дюн земных песчаных пустынь в Намибии и южной Аравии, дюны Титана огромны и занимают огромные поля, занимающие более одной восьмой поверхности гигантской Луны. Эти дюны достигают около 100 метров в высоту, 1-2 км в ширину у основания и могут простираться на сотни километров в длину.
|
|
|
|
Дюны на Земле состоят из песка, который переносится ветром и превращается в сугробы. Ветер толкает и сдувает отдельные частицы песка с достаточной силой, чтобы они подпрыгивали и рассеивались в процессе, называемом соленостью. Если частицы не отскакивают, то они не могут нагромождаться друг на друга, но если ветер способен полностью оторвать их от земли, то их просто сдувает. Засоление зависит от размера и массы частиц песка и силы ветра, но также необходимо, чтобы частицы были сухими, чтобы они могли свободно перемещаться, не слипаясь друг с другом. Титан - второй по величине спутник во всей Солнечной системе, уступающий только Ганимеду, обращающемуся вокруг Юпитера. Это самый большой спутник Сатурна и очень старый. В отличие от большинства спутников Сатурна, которые были захвачены с течением времени, Титан сформировался вместе с Сатурном миллиарды лет назад.
|
|
|
Несмотря на то, что у нее так много общего с Землей, это совсем другое место. Здесь настолько холодно, что вместо воды дожди и реки состоят из жидких углеводородов, таких как метан. С другой стороны, вода замерзает в твердый лед; горные породы на Титане состоят из водяного льда, а не из гранита и базальта, а эквиваленты лавы и магмы на Титане состоят из жидкой воды и аммиака. Это означает, что песок на Титане состоит не из кремнезема, выделяющегося из более крупных пород, поскольку эти материалы не встречаются на поверхности. Одна из популярных теорий заключается в том, что он может быть сделан изо льда. Когда жидкий метан проливается дождем и вытекает наружу, он может размывать толщу водяного льда, перемалывая куски вместе в песок из ледяных зерен.
|
|
|
|
Альтернативная идея заключается в том, что частицы песка состоят из толинов. Они встречаются во всех холодных областях Солнечной системы, где холодные углеводороды в кометах или внешних слоях атмосферы планет и спутников вступают в реакцию с ультрафиолетовым излучением Солнца, образуя сложные соединения. Толины, образующиеся в сухой атмосфере Титана, могут скапливаться под действием статического электричества, образуя мелкие частицы сажи, которые затем оседают на землю, образуя пыль и песок. В статье, представленной в этом году на конференции по лунным и планетарным наукам (LPSC), высказывается новая идея: что, если песок образовался из комет? Кометы, как мы знаем, состоят из материалов, оставшихся после образования Солнечной системы. Большая часть первичного газа и пыли, которые выпали из древней туманности и образовали солнечную систему, должны были оказаться на Солнце, а большая часть остатков образовала планеты. Но при этом все равно оставалось бы много свободного вещества, и часть его постепенно превратилась бы в комки пыли и льда, которые мы сегодня наблюдаем как кометы.
|
|
|
|
Когда кометы движутся по эллиптическим орбитам и проходят через внутреннюю часть Солнечной системы, часть их льда нагревается и превращается в газ, который выбрасывается наружу, унося с собой пыль. Эта пыль рассеивается по всей Солнечной системе, концентрируясь вдоль различных орбит кометы. Отдельные частицы часто сталкиваются с Землей, и мы наблюдаем их как метеоры, сгорающие высоко в нашей атмосфере. Недавние исследования ледяных полей Антарктики, где на поверхности нет песка, выявили множество таких частиц, которые пережили возвращение в атмосферу. Но Земля - не единственное место, где могут оказаться эти частицы. По словам исследователей, было время, когда огромное количество комет проходило вблизи Сатурна и его спутников. Они провели моделирование для изучения эволюции пояса Койпера, используя версию модели Ниццы. Модель Nice, названная в честь города, в котором она была впервые представлена, говорит о том, что изначально Солнечная система была устроена совсем не так, как сегодня. Со временем планеты переместились на свои нынешние места.
|
|
|
|
В этот период Нептун проходил через пояс Койпера, выводя множество комет на новые орбиты. Многие из этих комет пролетали рядом с Сатурном и его спутниками, а некоторые даже сталкивались со спутниками. Исследователи предполагают, что большая часть песка, из которого состоят дюны Титана, может быть обломками всех этих комет. Но так ли это на самом деле? Эта идея согласуется с тем, что мы знаем на данный момент, и подтверждается компьютерным моделированием, как и другие теории. К счастью, НАСА недавно подтвердило, что миссия Dragonfly будет запущена в июле 2028 года. Dragonfly - это посадочный модуль, который будет отправлен на Титан. Но, в отличие от предыдущих миссий, эта представляет собой 8-роторный беспилотный летательный аппарат. Как и марсоходы на Марсе, он сможет перемещаться в любые интересующие ученых области, которые они хотели бы изучить дальше. Когда он прибудет в 2034 году, он побывает в десятках мест на поверхности Титана и должен раз и навсегда решить вопрос: действительно ли дюны Титана состоят из кометной пыли?
|
|
|
|
Источник
|
