Космический корабль Кассини получал некоторые странные данные с луны Сатурна, Титана, и ученые скоро проверят, могут ли быть какие-то «айсберги», блоки углеводородного льда, плавающие на поверхности озер и морей жидких углеводородов.
«Один из самых интригующих вопросов об этих озерах и морях заключается в том, могут ли они принимать экзотическую форму жизни», - сказал Джонатан Лунин, соавтор статьи и междисциплинарный ученый Титана Кассини из Корнельского университета, Итака, штат Нью-Йорк. «И формирование плавающий углеводородный лед предоставит возможность для интересной химии вдоль границы между жидкостью и твердым веществом, границей, которая, возможно, была важной в происхождении земной жизни ».
Титан - это единственное тело в нашей Солнечной системе, кроме Земли, с устойчивыми телами жидкости на его поверхности. Но на Титане слишком холодно, чтобы вода была жидкой, поэтому углеводороды, такие как этан и метан, заполняют дно озера и моря, и ученые установили, что существует даже вероятный цикл осаждения и испарения с участием углеводородов.
Этан и метан - это органические молекулы, которые, по мнению ученых, могут стать строительным материалом для более сложной химии, из которой возникла жизнь.
Кассини видел обширную сеть этих углеводородных морей, покрывающих северное полушарие Титана, в то время как в южном полушарии более спорадический набор озер.
Давно считалось, что озера или моря усеивают Титан с тех пор, как Вояджер 1 и 2 пролетели мимо системы Сатурн в начале 1980-х годов. Но с плотной атмосферой Титана, прямые доказательства не были получены до 1995 года во время наблюдений с космического телескопа Хаббла. Миссия Кассини представила и нанесла на карту многие из этих тел жидкостей на Титане.
Космический аппарат Кассини получал смешанные показания в отражательной способности поверхностей озер на Титане. Гладкая поверхность или жидкости, усеянные кусками льда, могут быть объяснением показаний.
До этого момента ученые Кассини предполагали, что в озерах Титана не будет плавающего льда, поскольку твердый метан плотнее жидкого метана и будет тонуть. Но новая модель учитывает взаимодействие озер и атмосферы, в результате чего образуются различные смеси составов, очагов газообразного азота и изменений температуры. В результате, как выяснили ученые, зимний лед будет плавать в богатых метаном и этаном озерах и морях Титана, если температура будет ниже точки замерзания метана - минус 297 градусов по Фаренгейту (90,4 кельвина). Ученые поняли, что все разновидности льда, которые они считали, всплыли бы, если бы они состояли как минимум из 5-процентного «воздуха», что является средним составом для молодого морского льда на Земле. («Воздух» на Титане содержит значительно больше азота, чем земной воздух, и почти не содержит кислорода.)
Если температура упадет всего на несколько градусов, лед утонет из-за относительного соотношения газообразного азота в жидкости и твердого вещества. Температуры, близкие к точке замерзания метана, могут привести как к плавающему, так и к тонущему льду, то есть к корке углеводородного льда над жидкостью и клокам углеводородного льда на дне слоя озера. Ученые не совсем поняли, какого цвета будет лед, хотя они подозревают, что он будет бесцветным, как на Земле, возможно, окрашенным в красновато-коричневый цвет из атмосферы Титана.
«Теперь мы знаем, что возможно получить лед, богатый метаном и этаном, замерзая на Титане в тонких блоках, которые застывают вместе, когда становится холоднее - подобно тому, что мы видим с арктическим морским льдом в начале зимы», - сказал Джейсон Хофгартнер. , первый автор статьи и ученый из Совета по естественным наукам и инженерным исследованиям Канады в Корнелле. «Мы хотим принять во внимание эти условия, если когда-нибудь решим исследовать поверхность Титана».
Радарный прибор Кассини сможет проверить эту модель, наблюдая за тем, что происходит с отражающей способностью поверхности этих озер и морей. Нагрев углеводородного озера в начале весенней оттепели, как начали делать северные озера Титана, может стать более отражающим, когда лед поднимется на поверхность. Это обеспечит более грубое качество поверхности, которое отражает больше энергии радиоизлучения обратно в Кассини, делая его более ярким. Когда погода станет теплее, а лед тает, поверхность озера станет чистой жидкостью, и на радаре Кассини станет темнее.
«Длительное пребывание Кассини в системе Сатурна дает нам беспрецедентную возможность наблюдать за последствиями сезонных изменений на Титане, - сказала Линда Спилкер, ученый проекта Кассини из Лаборатории реактивного движения НАСА, Пасадена, Калифорния. - У нас будет возможность увидеть если теории верны.
Источник: НАСА / JPL
