Моря из жидких углеводородов на Титане, спутнике Сатурна, — известный факт. Но не так давно астрономы рассмотрели там и береговые линии специфического строения. Ученые изучили их конфигурацию и предположили, что они были сформированы волнами из метана и этана. Высота таких волн может достигать одного метра.
24 июля 2012 года космический аппарат Cassini 85-й раз пролетал мимо Титана. Полет входил в серию маневров, выполненных для исследования как Сатурна, так и многих его спутников. Во время основной миссии межпланетная станция собрала важные данные о поверхности и атмосфере Титана. Кроме этого, Cassini зафиксировала неожиданно яркое отражение на озере Киву Лакус.
На борту аппарата был установлен обычный и инфракрасный картографический спектрометр (VIMS), который служил для получения изображений и спектральных данных в видимом и инфракрасном диапазонах. Снимки VIMS были интерпретированы как возможные неровности на поверхности озера из смеси все тех же углеводородов. По мнению ученых, эти неровности могут быть признаками отмелей, волн или всплывающих со дна газовых пузырей.
Процесс образования отмелей на Титане может быть таким же, как на Земле. Но в условиях низкой температуры и слабой гравитации на Титане у него есть свои особенности. Также неровности на поверхности подобных формаций могут возникать из-за всплывающих газовых пузырей, которые поднимаются со дна, или из-за действия потоков в атмосфере, создающих мелкие волны и перемещающих осадок
«Наши модели эволюции ландшафта показывают, что береговые линии на Титане наиболее сходны с земными озерами, которые подверглись эрозии под воздействием волн», — говорит Роуз Палермо, геоморфолог из Центра прибрежных и морских наук Санкт-Петербурга (Флорида).
Пока нет полноценных доказательств наличия волн на Титане, но ученые шутят, что в будущем астронавтам нужно будет взять с собой доски для серфинга!
Море волнуется раз
Отражения, зафиксированные VIMS, долгое время считались именно волнами, но последующие исследования не смогли этого подтвердить. По словам Роуз Палермо, в прошлом поверхности озер и морей на Титане были очень спокойными и ровными. «Возможно, это объясняется тем, что в период наблюдений ветры на спутнике Сатурна были довольно слабыми, поэтому волны почти не формировались. Чтобы подтвердить наличие волн, нам нужны снимки с более высоким разрешением», — добавила она. Но получить такие снимки в ближайшее время не выйдет. Миссия Dragonfly, следующая экспедиция на Титан, будет реализована в лучшем случае в 2034 году.
Команда Палермо решила выявить наличие волн на Титане по косвенным признакам. Исследователи предположили, что береговые линии на Титане могли быть сформированы по одному из трех сценариев:
-
первый исключал эрозию полностью;
-
второй моделировал равномерную эрозию из-за растворения коренной породы углеводородами;
-
третий предполагал эрозию, вызванную активностью волн.
«Мы создали произвольную виртуальную модель поверхности с реками и заполнили водосборный бассейн, „затопив“ речные долины вокруг озера. Затем мы уменьшили береговую линию до 50 процентов от ее первоначального размера», — объясняет Палермо.
Высота волн
Моделирование Палермо и ее команды продемонстрировало, что эрозия под воздействием волн формирует береговые линии, которые весьма близки по конфигурации к реально наблюдаемым на Титане. Ученые также проверили свою модель, используя данные с Земли.
«Мы применили тот же статистический анализ к озерам на Земле, где процессы эрозии хорошо известны. С точностью более 77,5% наша модель смогла все это предсказать», — поясняет Палермо.
По словам Роуз Палермо, механизмы формирования волн на Титане работают аналогично земным, но с заметными отличиями. Причина — очень разные условия на спутнике Сатурна и Земле.
«Эти различия в гравитации и свойствах материалов способствуют тому, что волны на Титане становятся выше и круче, чем на Земле при той же скорости ветра», — дополняет Палермо.
Так можно ли было бы посерфить на таких волнах? Скорее всего, нет, ведь цифровая модель показывает возможную высоту в несколько сантиметров. Но это, как говорится, неточно.
«Наше исследование вызывает множество новых вопросов. В каком направлении движутся волны? Знание этого поможет нам понять атмосферные условия. Какой высоты достигают волны? Возможно, в будущем мы сможем определить это. Нам еще многое предстоит узнать», — говорит Палермо.
Основное ограничение для высоты и силы волн на Титане — это размер морей, которые не особенно велики. Самое крупное из них, Море кракена, по размерам сопоставимо с Каспийским морем. На Титане нет океана, а значит, у ветра для создания волн есть несколько десятков километров. Для сравнения: на Земле ветер может гнать волны на дистанции в 1 500 км и больше.
«Тем не менее некоторые модели показывают, что волны на Титане могут достигать высоты до одного метра. Я бы сказала, что это подходит для серфинга», — заключила Палермо.
