Když sonda Huygens Evropské kosmické agentury minulý měsíc navštívila Saturnův měsíc Titan, sonda padala skrz vlhké mraky. Fotografoval říční kanály a pláže a věci, které vypadají jako ostrovy. Nakonec Huygens sestoupil vířící mlhou a přistál v blátě.
Abychom zkrátili dlouhý příběh, je Titan mokrý.
Christian Huygens by nebyl trochu překvapený. V roce 1698, tři sta let předtím, než Huygensova sonda opustila Zemi, nizozemský astronom napsal tato slova:
"Jelikož je jisté, že Země a Jupiter mají vodu a mraky, není důvod, proč by ostatní planety měly být bez nich." Nemůžu říct, že jsou s naší vodou naprosto stejné povahy; ale že by měli být tekutí, jejich použití vyžaduje, protože jejich krása je jasná. Tato naše Voda, v Jupiteru nebo Saturnu, by byla okamžitě zmrzlá kvůli velké vzdálenosti Slunce. Každá planeta proto musí mít své vlastní vody takové povahy, které nepodléhají Frostu. “
Huygens objevil Titana v roce 1655, proto je sonda pojmenována po něm. V té době byl Titan pouhý dalekohled světla. Huygens neviděl Titanovy mraky, těhotné s deštěm nebo Titanovy svahy, vyřezávané proudícími tekutinami, ale měl skvělou představivost.
Titanova „voda“ je kapalný metan, CH4, známý na Zemi jako zemní plyn. Pravidelná zemská voda, H2O, by byla zmrzlá pevná látka na Titanu, kde je povrchová teplota 290 ° F pod nulou. Methan je naproti tomu tekoucí kapalinou „temperamentu nepodléhajícímu mrazu“.
Jonathan Lunine, profesor na arizonské univerzitě, je členem vědeckého týmu mise Huygens. On a jeho kolegové věří, že Huygens přistál v Titanově ekvivalentu Arizony, většinou suché oblasti s krátkými, ale intenzivními mokrými obdobími.
"Říční kanály poblíž sondy Huygens nyní vypadají prázdné," říká Lunine, ale věří, že tam nedávno byly kapaliny. Malé skály rozházené kolem místa přistání jsou přesvědčivé: jsou hladké a kulaté jako říční skály na Zemi a „sedí v malých depresích vykopaných, zjevně, proudícími tekutinami.“
Zdrojem všech těchto vlhkostí může být déšť. Atmosféra Titanu je „vlhká“, což znamená bohatý na metan. Nikdo neví, jak často prší, „ale když ano,“ říká Lunine, „množství páry v atmosféře je mnohokrát vyšší než v zemské atmosféře, takže můžete mít velmi intenzivní sprchy.“
A možná i duhy. "Složky, které potřebujete pro duhu, jsou sluneční světlo a dešťové kapky." Titan má obojí, “říká expert na atmosférickou optiku Les Cowley.
Na Zemi se duhy vytvářejí, když se sluneční paprsky odrazí dovnitř a ven z průhledných kapiček vody. Každá kapička působí jako hranol, šíří světlo do známého spektra barev. Na Titanu by se vytvořily duhy, když by sluneční paprsky odrážely dovnitř a ven z kapiček metanu, které jsou stejně jako kapičky vody průhledné.
"Jejich krása [vyžaduje], aby byly jasné ..."
„Duha metanu by byla větší než vodní duha,“ poznamenává Cowley, „s primárním poloměrem nejméně 49o pro metan vs 42,5o pro vodu. Je tomu tak proto, že index lomu kapalného metanu (1,29) se liší od indexu lomu vody (1,33). “ Pořadí barev by však bylo stejné: modrá zevnitř a červená z vnějšku, s celkovým nádechem oranžové způsobeným Titanovou oranžovou oblohou.
Jeden problém: Duhy vyžadují přímé sluneční světlo, ale Titanova obloha je velmi mlhavá. "Viditelné duhy na Titanu mohou být vzácné," říká Cowley. Na druhé straně mohou být běžné infračervené duhy.
Atmosférický vědec Bob West z NASA Jet Propulsion Laboratory vysvětluje: „Titanova atmosféra je většinou jasná na infračervených vlnových délkách. Proto kosmická loď Cassini používá k fotografování Titana infračervenou kameru. “ Infračervené sluneční paprsky by měly malé potíže proniknout do kalného vzduchu a vyrábět duhy. Nejlepší způsob, jak je vidět: infračervené brýle pro „noční vidění“.
To všechno mluví o dešti, duších a blátě, takže tekutý methan zní podobně jako obyčejná voda. To není. Zvažte následující:
Hustota kapalného metanu je jen asi polovina hustoty vody. To je něco, řekněme, stavitel lodí na Titanu by musel vzít v úvahu. Lodě vznášejí, když jsou méně husté než tekutina pod nimi. Loď Titan by musela být extra lehká, aby se vznášela v tekutém moři metanu. (Není to tak šílené, jak to zní. Budoucí průzkumníci budou chtít navštívit Titan a lodě by mohly být dobrým způsobem, jak se obejít.)
Kapalný methan má také nízkou viskozitu (nebo „praštěnost“) a nízké povrchové napětí. Viz tabulka níže. Povrchové napětí je to, co dává vodě gumovou pokožku a na Zemi umožňuje, aby se vodní chyby rozhoupaly přes rybníky. Vodní brouk na Titanu by se okamžitě ponořil do rybníka chmurného metanu. Z jasného hlediska může Titanova nízká gravitace, pouze jedna sedmá zemská gravitace, umožnit stvoření znovu vyskočit.
Zpět na lodě: Vrtule, které se otáčejí v metanu, by musely být extra široké, aby „chytily“ dost tenké tekutiny pro pohon. Musí být také vyrobeny ze speciálních materiálů odolných proti praskání při kryogenních teplotách.
A pozor na tyto vlny! Evropští vědci John Zarnecki a Nadeem Ghafoor vypočítali, jaké by mohly být metanové vlny na Titanu: sedmkrát vyšší než typické zemské vlny (hlavně kvůli Titanově nízké gravitaci) a třikrát pomalejší, „dává surfaři divokou jízdu,“ říká Ghafoor.
V neposlední řadě je kapalný metan hořlavý. Titan se nerozpálí, protože atmosféra obsahuje tak málo kyslíku - klíčovou složku pro spalování. Pokud průzkumníci navštíví Titan jednoho dne, budou muset být opatrní s kyslíkovými nádržemi a odolat nutkání vyhasnout požáry „vodou“.
Infračervené duhy, tyčící se vlny, moře přitahující námořníky. Huygens nic z toho neviděl, než se v blátě vynořil. Opravdu existují?
"... není důvod, proč by ostatní planety měly být bez nich."
Původní zdroj: [chráněn e-mailem]
