Kun Euroopan avaruusjärjestön Huygens-koetin vieraili Saturnuksen kuu-Titanissa viime kuussa, koetin laski laskuvarjojen läpi kosteiden pilvien läpi. Siinä kuvattiin jokikanavia ja rantoja sekä asioita, jotka näyttävät saarilta. Lopulta laskeutuen pyörivän sumun läpi, Huygens laskeutui mutaan.
Jotta pitkä tarina olisi lyhyt, Titan on märkä.
Christian Huygens ei olisi ollut yllättynyt. Vuonna 1698, kolmesataa vuotta ennen kuin Huygens-koetin lähti maasta, hollantilainen tähtitieteilijä kirjoitti nämä sanat:
"Koska on varmaa, että maapallolla ja Jupiterilla on vesi ja pilvet, ei ole mitään syytä, miksi muiden planeettojen pitäisi olla ilman niitä. En voi sanoa, että ne ovat täsmälleen samaa luonnetta vetemme kanssa; mutta niiden pitäisi olla nestemäisiä, niiden käyttö vaatii, koska heidän kauneutensa vuoksi ne ovat selkeitä. Tämä vettemme Jupiterissa tai Saturnuksessa jäätyisi hetkessä auringon valtavan etäisyyden vuoksi. Siksi jokaisella planeetalla on oltava omat vesensä, jotka eivät ole alttiita pakkaselle. "
Huygens löysi Titanin vuonna 1655, minkä vuoksi koetin on nimetty hänelle. Noina aikoina Titan oli vain valonjakaja kaukoputkessa. Huygens ei voinut nähdä Titanin pilviä, raskaana sateella, tai Titanin rinteitä, joita ryntävät nesteet veistävät, mutta hänellä oli hieno mielikuvitus.
Titanin ”vesi” on nestemäistä metaania, CH4, joka tunnetaan paremmin maan päällä maakaasuna. Säännöllinen maavesi, H2O, jäätyisi kiinteänä aineena Titanilla, jossa pinnan lämpötila on 290 ° F alle nollan. Metaani on sitä vastoin juokseva neste, joka on ”karkea, joka ei ole pakkaselle alttiita”.
Arizonan yliopiston professori Jonathan Lunine on Huygensi-tiederyhmän jäsen. Hän ja hänen kollegansa uskovat, että Huygens laskeutui Arizonan Titan-vastaavaan, enimmäkseen kuiva alueelle, jolla on lyhyet mutta intensiiviset märät vuodenajat.
"Huygens-koettimen lähellä olevat joen kanavat näyttävät nyt tyhjiltä", Lunine sanoo, mutta nesteitä on ollut siellä viime aikoina, hän uskoo. Laskeutumispaikan ympärille siroteltut pienet kivet ovat vakuuttavia: ne ovat sileitä ja pyöreitä kuin jokikivet kivillä Maapallolla, ja "ne istuvat pienissä syvennyksissä, jotka on kaivettu, ilmeisesti, juoksevien nesteiden avulla".
Kaikkien tämän kosteuden lähde voi olla sade. Titanin ilmapiiri on ”kostea”, mikä tarkoittaa rikas metaania. Kukaan ei tiedä kuinka usein sataa, "mutta kun sataa", Lunine sanoo, "ilmakehän höyryn määrä on monta kertaa suurempi kuin maan ilmakehässä, joten voit saada erittäin voimakkaita suihkut."
Ja ehkä myös sateenkaaret. ”Ainesosat, joita tarvitset sateenkaariin, ovat auringonvalo ja sadepisarat. Titanilla on molemmat ”, ilmakehän optiikan asiantuntija Les Cowley sanoo.
Maapallossa sateenkaaret muodostuvat, kun auringonvalo kimpoaa läpinäkyvistä vesipisaroista sisään ja ulos. Jokainen pisara toimii kuin prisma, levittäen valoa tuttuun värispektriin. Titanilla sateenkaaret muodostuisivat, kun auringonvalo palaisi metaanipisaroihin, jotka ovat vesipisaroiden tavoin läpinäkyviä, sisään ja ulos.
"Heidän kauneutensa [edellyttää], että he ovat selkeitä ..."
"Metaanin sateenkaari olisi suurempi kuin veden sateenkaari", toteaa Cowley, "ensiösäteen ollessa vähintään 49o metaanille verrattuna 42,5o veteen. Tämä johtuu siitä, että nestemäisen metaanin (1.29) taitekerroin eroaa veden (1,33) indeksistä. " Värijärjestys olisi kuitenkin sama: sisäpuolella sininen ja ulkopuolella punainen, ja Titanin oranssin taivaan aiheuttama yleinen oranssiväritys.
Yksi ongelma: sateenkaarit tarvitsevat suoraa auringonvaloa, mutta Titanin taivas on hyvin utuinen. "Näkyvät sateenkaaret Titanilla saattavat olla harvinaisia", Cowley sanoo. Toisaalta infrapuna sateenkaarit saattavat olla yleisiä.
Ilmakehän tutkija Bob West NASA: n suihkumoottorien laboratoriosta selittää: ”Titanin ilmapiiri on enimmäkseen selkeä infrapuna-aallonpituuksilla. Siksi Cassini-avaruusalus käyttää infrapunakameraa Titanin valokuvaamiseen. " Infrapuna-auringonsäteillä olisi vähän vaikeuksia tunkeutua hämärään ilmaan ja tehdä sateenkaaria. Paras tapa nähdä heidät: infrapuna “yönäkö” -lasit.
Kaikki tämä sateesta, sateenkaareista ja mudasta saatu nestemäinen metaani kuulostaa paljon tavalliselta vedeltä. Se ei ole. Harkitse seuraavaa:
Nestemäisen metaanin tiheys on vain noin puolet veden tiheydestä. Sanotaan, että Titanin veneen rakentajan on otettava se huomioon. Veneet kelluvat, kun ne ovat vähemmän tiheitä kuin niiden alla oleva neste. Titan-veneen on oltava erityisen kevyt kelluakseen nestemäisessä metaanimeressä. (Se ei ole niin hullua kuin miltä se kuulostaa. Tulevat tutkijat haluavat käydä Titanissa. Veneet voivat olla hyvä tapa kiertää.)
Nestemäisellä metaanilla on myös alhainen viskositeetti (tai ”gooiness”) ja pieni pintajännitys. Katso alla oleva taulukko. Pintajännitys antaa vedelle kumisen ihonsa ja maapallolla antaa vesibugien skitterin lampien yli. Titanin vesivika upposi heti lievän metaanin lammikkoon. Kirkkaalta puolelta Titanin matala painovoima, vain seitsemäs maapallon painovoima, saattaa antaa olennon kiivetä takaisin ulos.
Takaisin veneisiin: Potkurien, jotka kääntyvät metaaniin, olisi oltava erityisen leveitä "tarttuakseen" tarpeeksi ohutta nestettä työntövoimaan. Niiden on myös oltava valmistettu erityisistä materiaaleista, jotka kestävät halkeilua kryogeenisissä lämpötiloissa.
Varo noita aaltoja! Eurooppalaiset tutkijat John Zarnecki ja Nadeem Ghafoor ovat laskenut, millaiset metaaniaallot voivat olla Titanilla: seitsemän kertaa korkeammat kuin tyypilliset maapallon aallot (lähinnä Titanin matalan painovoiman vuoksi) ja kolme kertaa hitaammat, “antavat surffailijoille villin matkan”, sanoo Ghafoor.
Viimeisenä, mutta ei vähäisimpänä, nestemäinen metaani on syttyvää. Titan ei syty tuleen, koska ilmakehä sisältää niin vähän happea - keskeinen palamisen ainesosa. Jos tutkimusmatkailijat vierailevat Titanilla jonain päivänä, heidän on oltava varovaisia happisäiliöidensä kanssa ja vastustettava tarvetta sammuttaa tulipalot "vedellä".
Infrapuna sateenkaari, kohoavat aallot, merimiehet kutsuvat meria. Huygens ei nähnyt mitään näistä asioista ennen kuin se räpytti mudassa. Onko niitä todella olemassa?
"... ei ole mitään syytä siihen, miksi muiden planeettojen pitäisi olla ilman niitä."
Alkuperäinen lähde: [sähköposti suojattu]
