Модель объяснила метановые озера и шторма на Титане
Новая компьютерная симуляция объяснила ученым из Колифорнийского технологического института (California Institute of Technology) особенности ландшафта и погоды на спутнике Сатурна – Титане. Они поняли, почему по поверхности планеты неравномерно распределены метановые озера, как возникают метановые шторма и от чего зависят погодные циклы на Титане.
Самый большой спутник Сатурна окружен толстым слоем атмосферы с большим содержанием метана. Астрономы наблюдали на Титане метановые облака, метановый туман, метановые бури, а на поверхности большое количество озер с жидким метаном. Это единственное известное на сегодня космическое тело, за исключением Земли, на поверхности которого так много жидкости. Большинство из наблюдаемых явлений до сих пор не находили объяснения. Теперь ученые его получили.
Так, стало понятно, почему озера на Титане распределены неравномерно: они концентрируются вокруг полюсов, причем, в северном полушарии озер намного больше, чем в южном. А также, почему в засушливой экваториальной области, где нет озер и очень редки осадки, случаются ливни, которые даже оставляют следы на поверхности.
Результаты нового моделирования, которое ученые представили в журнале Nature, объясняют эти закономерности без привлечения таких экзотических причин как метановые вулканы.
Озера концентрируются вокруг полюсов, поскольку приполярные области получают меньше солнечной энергии, чем экваториальные области. Там же, где солнечной энергии в избытке, жидкие метановые озера просто испаряются. А тот факт, что озер больше в северном полушарии, модель объясняет особенностью вращения Титана по орбите вокруг Сатурна. Двигаясь по слегка вытянутой орбите, Титан находится дальше от Солнца, когда в северном полушарии лето. По второму закону Кеплера планеты двигаются медленнее, находясь дальше от Солнца. По этой причине северное лето на Титане длиннее, чем южное лето. А поскольку летом на Титане наступает сезон дождей, этот сезон в северном полушарии длится дольше.
В экваториальных областях Титана может не упасть ни капли в течение всего года. Тем удивительнее находки здесь следов, оставленных на поверхности потоками. В 2009 году ученые открыли, что в этих засушливых районах случаются мощные шторма с ливнями. Теперь модель показала, что эти шторма могут возникать в периоды весеннего и осеннего равноденствия. В эти периоды на поверхность выливается достаточно жидкости, чтобы оставить следы в виде каналов. «На низких широтах дожди редки, - объясняет Тапио Шнейдер (Tapio Schneider), руководитель исследования, - но если они случаются, это сильные ливни».
Новая модель, в отличие от предыдущих, отражает события в атмосфере Титана в течение 135 «титановых» лет (3 тысячи земных). Она также может предсказать, что случится в течение следующих нескольких лет. Так, теперь ученые ожидают, что через 15 лет уровень озер в северном полушарии поднимется.