Исследование показало, что «волшебные острова» Титана — это пористые углеводородные айсберги
Согласно новому исследованию, «волшебные острова» на Титане, вероятно, представляют собой плавающие куски пористых замороженных органических твердых тел. Исследование было опубликовано в Geophysical Research Letters.
Туманная оранжевая атмосфера Титана на 50% плотнее земной. Она богата метаном и другими молекулами на основе углерода. Поверхность спутника покрыта темными дюнами из органического материала и морями жидкого метана и этана. Еще более странным является то, что на радарных снимках проявляется в виде движущихся ярких пятен на поверхности морей. Эти пятна могут быть видны от нескольких часов до нескольких недель и более.
Ученые впервые заметили эти эфемерные «волшебные острова» в 2014 году с помощью миссии «Кассини-Гюйгенс» и с тех пор пытаются выяснить, что это такое. Предыдущие исследования предполагали, что это могут быть призрачные острова, вызванные волнами, или реальные острова, состоящие из взвешенных твердых частиц, плавающих твердых частиц или пузырьков газообразного азота.
Синтин Ю, планетолог и ведущий автор нового исследования, задалась вопросом, могут ли эти острова на самом деле быть органикой, плавающей на поверхности, как пемза, которая может плавать в воде на Земле.
Верхние слои атмосферы Титана насыщены разнообразными органическими молекулами. Молекулы могут собираться в комки, замерзать и падать на поверхность луны, в том числе на ее гладкие реки и озера из жидкого метана и этана, с волнами высотой всего в несколько миллиметров.
Ю и ее команда интересовались судьбой этих органических скоплений после достижения углеводородных озер Титана. Утонут они или всплывут?
Чтобы найти ответ, команда сначала исследовала, будут ли органические твердые частицы Титана просто растворяться в метановых озерах луны. Поскольку озера уже насыщены органическими частицами, команда определила, что падающие твердые частицы не растворятся, когда достигнут жидкости.
Озера и моря Титана состоят в основном из метана и этана, оба из которых имеют низкое поверхностное натяжение, что затрудняет всплытие твердых частиц. Модели предполагали, что большинство замороженных твердых частиц были слишком плотными, а поверхностное натяжение — слишком низким для создания «волшебных островов» Титана, если только комки не были пористыми.
Исследователи обнаружили, что если бы ледяные глыбы были достаточно большими и имели правильное соотношение отверстий и узких трубок, жидкий метан мог бы просачиваться внутрь достаточно медленно, чтобы глыбы могли задерживаться на поверхности.
Моделирование показало, что отдельные глыбы слишком малы, чтобы плавать. Но если достаточное количество глыб скапливается рядом с берегом, более крупные куски могут откалываться и уплывать. Благодаря сочетанию большего размера и правильной пористости эти органические ледники могли бы объяснить феномен «волшебных островов».
В дополнение к «волшебным островам», тонкий слой замороженных твердых частиц, покрывающий моря и озера Титана, мог бы объяснить необычную гладкость этих жидких тел. Таким образом, результаты этого исследования могли бы объяснить две загадки Титана.
