Keď sonda Huygens Európskej vesmírnej agentúry minulý mesiac navštívila saturnský mesiac Titan, sonda padala cez vlhké mraky. Fotografoval riečne kanály a pláže a veci, ktoré vyzerajú ako ostrovy. Nakoniec Huygens zostúpil cez vírivú hmlu a pristál v blate.
Aby sme skrátili dlhý príbeh, Titan je mokrý.
Christian Huygens by nebol trochu prekvapený. V roku 1698, tristo rokov predtým, ako Huygensova sonda opustila Zem, napísal holandský astronóm tieto slová:
„Pretože je isté, že Zem a Jupiter majú svoju vodu a oblaky, nie je dôvod, prečo by ostatné planéty nemali byť. Nemôžem povedať, že s našou vodou sú úplne rovnakej povahy; ale aby boli tekuté, vyžaduje ich použitie, pretože ich krása je jasná. Táto naša Voda v Jupitere alebo Saturne by bola okamžite zamrznutá z dôvodu obrovskej vzdialenosti Slnka. Každá planéta preto musí mať svoje vlastné vody takej povahy, ktoré nepodliehajú mrazu. “
Huygens objavil Titana v roku 1655, a preto je sonda pomenovaná po ňom. V tých dňoch bol Titan iba ďalekohľadom v ďalekohľade. Huygens nemohol vidieť Titanove mraky, tehotné s dažďom alebo Titanove svahy, tvarované prúdiacimi tekutinami, ale mal skvelú fantáziu.
Titanova „voda“ je kvapalný metán, CH4, ktorý je na Zemi známy ako zemný plyn. Pravidelná zemská voda, H2O, by bola na Titane zmrazená na pevnom povrchu, kde je povrchová teplota 290 ° F pod nulou. Na druhej strane je metán tečúcou tekutinou, ktorá má „teplotu nepodliehajúcu mrazu“.
Jonathan Lunine, profesor na arizonskej univerzite, je členom vedeckého tímu misie Huygens. On a jeho kolegovia veria, že Huygens pristál v Titanovom ekvivalente v Arizone, väčšinou suchej oblasti s krátkymi, ale intenzívnymi mokrými obdobiami.
„Riečne kanály v blízkosti sondy Huygens vyzerajú teraz prázdne,“ hovorí Lunine, ale nedávno tam boli tekutiny. Malé skaly rozmiestnené okolo miesta pristátia sú presvedčivé: sú hladké a okrúhle ako riečne kamene na Zemi a „sedia v malej depresii vykopanej, zrejme prúdom tekutín.“
Zdrojom všetkej tejto vlhkosti môže byť dážď. Titanova atmosféra je „vlhká“, čo znamená bohaté na metán. Nikto nevie, ako často prší, „ale keď áno,“ hovorí Lunine, „množstvo pary v atmosfére je mnohokrát väčšie ako v zemskej atmosfére, takže by ste mohli mať veľmi intenzívne sprchy.“
A možno aj dúhy. „Zložkami, ktoré potrebujete pre dúhu, sú slnečné svetlo a dažďové kvapky. Titan má oboje, “hovorí expert na atmosférickú optiku Les Cowley.
Na Zemi sa dúhy vytvárajú, keď slnečné svetlo skáče do priehľadných vodných kvapiek a von z nich. Každá kvapka pôsobí ako hranol, šíriaci svetlo do známeho spektra farieb. Na Titane by sa dúhy vytvorili, keď by sa slnečné svetlo odrazilo do a z metánových kvapôčok, ktoré sú, rovnako ako kvapky vody, priehľadné.
"Ich krása [vyžaduje], aby boli jasné ..."
„Metánová dúha by bola väčšia ako vodná dúha,“ poznamenáva Cowley, „s primárnym polomerom najmenej 49o pre metán oproti 42,5o pre vodu. Je to preto, lebo index lomu tekutého metánu (1,29) sa líši od indexu lomu vody (1,33). ““ Poradie farieb by však malo byť rovnaké: modrá vo vnútri a červená vonku s celkovým nádychom oranžovej farby spôsobenej Titanovou oranžovou oblohou.
Jeden problém: Dúhy potrebujú priame slnečné svetlo, ale Titanova obloha je veľmi hmlistá. "Viditeľné dúhy na Titane môžu byť zriedkavé," hovorí Cowley. Na druhej strane môžu byť bežné infračervené dúhy.
Atmosférický vedec Bob West z laboratória Jet Propulsion Laboratory NASA vysvetľuje: „Atmosféra Titanu je väčšinou jasná na infračervených vlnových dĺžkach. Preto kozmická loď Cassini používa na fotografovanie Titana infračervenú kameru. “ Infračervené slnečné lúče by mali malý problém preniknúť do kalného vzduchu a vyrábať dúhy. Najlepší spôsob, ako ich vidieť: infračervené okuliare pre nočné videnie.
To všetko hovorí o daždi a dúhach a bahne, takže tekutý metán znie podobne ako obyčajná voda. To nie je. Zvážte nasledujúce:
Hustota kvapalného metánu je iba asi polovica hustoty vody. Toto je niečo, povedzme, staviteľ lodí na Titane by musel brať do úvahy. Lode plávajú, keď sú menej husté ako tekutina pod nimi. Loď Titan by musela byť extra ľahká na to, aby plávala v tekutom metánovom mori. (Nie je to také šialené, ako to znie. Budúci prieskumníci budú chcieť navštíviť Titan a lode by mohli byť dobrým spôsobom, ako sa obísť.)
Kvapalný metán má tiež nízku viskozitu (alebo „praskavosť“) a nízke povrchové napätie. Pozri tabuľku nižšie. Povrchové napätie dodáva vode jej gumovú pokožku a na Zemi umožňuje, aby sa vodné chyby pretĺkali cez rybníky. Vodná chyba na Titane by sa okamžite ponorila do rybníka slabého metánu. Na svetlej strane môže Titanova nízka gravitácia, iba jedna siedma zemská gravitácia, dovoliť, aby sa stvorenie znovu vyšplhalo.
Späť na člny: Vrtule, ktoré sa otáčajú v metáne, by museli byť extra široké, aby „chytili“ dosť tenkej tekutiny na pohon. Museli by tiež byť vyrobené zo špeciálnych materiálov odolných voči praskaniu pri kryogénnych teplotách.
A dajte si pozor na tieto vlny! Európski vedci John Zarnecki a Nadeem Ghafoor vypočítali, aké by mohli byť metánové vlny na Titane: sedemkrát vyššie ako typické zemské vlny (hlavne z dôvodu nízkej gravitácie Titanu) a trikrát pomalšie, „dáva divákovi divokú jazdu,“ hovorí Ghafoor.
V neposlednom rade je kvapalný metán horľavý. Titan sa nerozpáli, pretože atmosféra obsahuje tak málo kyslíka - kľúčovú zložku pre spaľovanie. Ak prieskumníci navštívia Titan jedného dňa, musia si dať pozor na kyslíkové nádrže a odolať nutkaniu uhasiť požiare „vodou“.
Infračervené dúhy, týčiace sa vlny, more priťahujúce námorníkov. Huygens nič z toho nevidel, kým sa v bahne nevypálil. Naozaj existujú?
„... neexistuje dôvod, prečo by ostatné planéty nemali byť bez nich.“
Pôvodný zdroj: [chránený e-mailom]
