Pateicoties Cassini misijai un Huygens zondei, mēs esam apskatījuši mitru pasauli, kad zinātne apskatīja Saturna mēnesi Titānu. Lai arī ķīmiskais sastāvs atšķiras no mūsējiem, Titānam joprojām ir līdzīgas īpašības, piemēram, mākoņi, migla, lietus un pat ezeri. Tomēr šo īpašību izcelsme līdz šim nav tikusi labi izskaidrota.
Kalifornijas Tehnoloģiju institūta (Caltech) pētniekiem ir bijis smags darbs, izveidojot datorprogrammu, kuras pamatā ir Cassini attēlveidošanas un radara novērojumi, kas varētu palīdzēt izskaidrot Titāna laika apstākļus un šķidrās virsmas nogulsnes. Viena liela dīvainība tika atklāta 2009. gadā, kad planētas zinātnes profesors Kaltehs Odeds Aharonsons un viņa komanda apstiprināja, ka Titāna ezeri, šķiet, ir savākti ap tā poliem - galvenokārt ziemeļu puslodē nekā salīdzinājumā ar dienvidiem -, tomēr tā nav vienīgā zinātkāre. Bija aizdomas, ka apgabali ap ekvatoru ir sausi, bet Huygens zonde atklāja noteces laukumus, un četrus gadus vēlāk pētnieki novēroja vētru sistēmu, kas piegādā mitrumu. Vajag vairāk? Pēc tam pārbaudiet mākoņus, ko novēro uz zemes bāzēti teleskopi… Tie pulcējas ap dienvidu vidējo un augsto platumu Titāna dienvidu puslodes vasaras sezonā.
“Mēs varam skatīties gadiem ilgi un redzēt, ka gandrīz nekas nenotiek. Šīs ir sliktas ziņas cilvēkiem, kuri mēģina izprast Titāna meteoroloģisko ciklu, jo ne tikai tas, ka lietas notiek reti, bet mums ir tendence tās palaist garām, kad tās notiek, jo neviens nevēlas tērēt laiku lieliem teleskopiem - kas jums jāpēta, kur mākoņi ir un kas ar viņiem notiek - skatoties uz lietām, kas nenotiek, ”skaidro Maiks Brauns no Kalifornijas Tehnoloģiju institūta (Caltech).
Protams. Pētnieki ir smagi strādājuši, lai izveidotu modeļus, kas varētu izskaidrot šīs eksotiskās laika apstākļu iezīmes, taču šādi skaidrojumi ir saistīti ar izejas teorijām, piemēram, kriogēniem vulkāniem, kas izpūš metāna tvaikus, lai radītu mākoņus. Tomēr jaunākie datoru izkārtojumi ir daudz pamata - atmosfēras cirkulācijas principi. “Mums ir vienots izskaidrojums daudzām novērotajām pazīmēm,” saka vides zinātnes un inženierzinātņu profesors Frenks Džilinds Tapio Šneiders. "Tam nav nepieciešami kriovulkāni vai kaut kas ezotērisks." Šneiders kopā ar Caltech absolventu Sonju Graves, bijušo Caltech absolventu Emīliju Šaleru (PhD ’08) un Maiku Braunu, Ričarda un Barbara Rozenberga profesoru un planētu astronomijas profesoru, ir publicējuši savus atradumus žurnāla 5. janvāra numurā. Daba.
Kāpēc šī datu kopa atšķiras no tā priekšgājējiem? Pēc Šneidera domām, šīs jaunās simulācijas spēja reproducēt mākoņu modeļus, kas atbilst faktiskajiem novērojumiem - līdz pat ezeru izplatībai. “Metānam ir tendence uzkrāties ezeros ap poliem, jo tur saules gaisma ir vidēji vājāka,” viņš skaidro. "Saules enerģija parasti iztvaicē šķidru metānu no virsmas, bet, tā kā pie poliem parasti ir mazāk saules gaismas, šķidrajam metānam ir vieglāk uzkrāties ezeros." Tā kā Titānam ir iegarena orbīta, tas atrodas nedaudz tālāk ziemeļu puslodes vasarā, ļaujot garākai lietus sezonai un tādējādi spēcīgāk uzkrājot ezerus.
Kā tad ar vētrām? Netālu no ekvatora Titāns nav īpaši aizraujošs - vai tas tā ir? Sākotnēji tā tika teorizēta, teritorija bija gandrīz līdzīga tuksnešiem. Tāpēc, kad Hjūgena zonde atklāja pierādījumus par noteci, kļuva skaidrs, ka esošie modeļi var būt kļūdaini. Iedomājieties pārsteigumu, kad Šellers, Brauns, Šneiders un pēcdoktorantūras zinātnieks Henrijs Rojs 2009. gadā atklāja vētras šajā it kā sausajā reģionā! Neviens to nevarēja izdomāt, un raidījumi izdarīja nedaudz vairāk, nekā prognozēja drizzle. Ar jauno modeli stipra lietava kļuva par iespēju. “Zemos platuma grādos līst ļoti reti,” saka Šneiders. "Bet, kad līst, tad līst."
Kas vēl padara jauno Titan laika datoru modeli vēl unikālu? Šoreiz tas darbojas 135 Titāna gadus un savieno metāna ezerus - un to, kā metāns tiek sadalīts - ar tā atmosfēru. Saskaņā ar pētījumu tas atbilst pašreizējiem laika apstākļu novērojumiem Titānā un palīdzēs prognozēt, kas varētu būt redzams nākamajos gados. Pārbaudāmu prognožu izdarīšana ir “reta un skaista iespēja planētu zinātnēs”, saka Šneiders. “Pēc dažiem gadiem mēs uzzināsim, cik pareizi vai nepareizi viņi ir.”
"Šis ir tikai sākums," viņš piebilst. "Mums tagad ir rīks, ar kura palīdzību veikt jaunas zinātnes, un mēs varam darīt un darīsim daudz."
Oriģināls stāsta avots: Kalifornijas Tehnoloģiju institūta jaunumu izlaidums. Turpmākai lasīšanai: Caltech zinātnieki atklāj vētras Titāna tropos.
