Спокойствие Титана: Зеркальная гладь зимы
Спутник Сатурна Титан удивительно похож и непохож на нашу Землю. Как и у нас, поверхность его большей частью покрыта морями, а в них впадают реки. Как и у нас, здесь есть круговорот жидкости — с облаками и дождями, с испарением и туманом. Однако жидкость эта далеко не вода. При местной температуре глубоко ниже нуля она и не могла бы ею быть. Моря и реки, дожди и туманы Титана образуются смесью жидких при этой температуре углеводородов — метана, этана и некоторых других.
Эту фантастическую картину раз за разом подтверждают наблюдения. Один только американский зонд Cassini совершил начиная с 2004 г. более 90 пролетов мимо Титана, рассматривая его со всех сторон и помогая составить карту морей на спутнике. В 2005-м в его облака опустился европейский зонд Huygens, сумевший приземлиться и передать массу новых сведений.
Американский планетолог Алекс Хейс (Alex Hayes), работая как раз со снимками Cassini, внезапно обратил внимание на странный факт: поверхности озер и морей Титана на всех остаются зеркально гладкими. На Земле такое случается крайне редко. Над водой почти всегда дуют ветры, и даже слабого бриза достаточно, чтобы создать на их поверхности рябь. Нарушают зеркальность и осадки — но на Титане «водной» глади как будто ничего не мешает, хотя здесь имеются и ветры, и дожди. Прямо по соседству, на суше, они образуют целые барханы. Да и слабое (1/7 земного) притяжение небольшого спутника должно волнам лишь способствовать. Хейс и его коллеги стали искать ответы.
Они рассмотрели несколько вариантов. Гладкая поверхность «углеводородоемов» Титана не может быть сплошным льдом, ведь дожди здесь идут, и температура остается заведомо выше температуры плавления метана. Другой вариант — наличие на поверхности густой и плотной пленки, которая снижает волнообразование. Эту возможность окончательно отбрасывать пока рано, хотя вполне можно обойтись и без нее.
В опубликованной недавно работе Хейс и его коллеги продемонстрировали расчет: учитывая гравитацию Титана, вязкость углеводородов при данных условиях, плотность атмосферы спутника и другие факторы, они подсчитали, что для создания хотя бы мельчайшей ряби скорость ветра должна составлять 1,5−3 км/ч. Достигает ли ветер такой скорости в действительности?
Со времени прибытия Cassini в систему Сатурна в северном полушарии Титана, где в основном и сосредоточены озера и моря, надолго воцарилась зима, и холодная атмосфера практически застыла в неподвижности. Лишь летом 2009 г. зима стала отступать — идет весна, и она может разбудить волны в «великих озерах» Титана. По крайней мере, так говорит предложенная Хейсом модель — и справедливость ее можно будет проверить уже скоро. В 2017 г. на Титане наступит весеннее солнцестояние, и ветры должны быть достаточно сильны, чтобы многолетнюю гладь морей нарушили первые волны.
По публикации Science@NASA