На Титане открыт туман и подтверждён круговорот метана

Астрофизики Калифорнийского технологического университета (Caltech) установили, что на самом большом спутнике Сатурна, Титане, есть туман. Помог им в этом инфракрасный спектрометр VIMS, расположенный на борту исследовательского зонда Cassini.

Учёные собрали общую картинку южного полюса Титана. Более светлым цветом показаны места присутствия тумана, который образовался, вероятно, после прохождения длительных летних дождей (фото Mike Brown/Caltech).

Возможно, Титан – единственное место в Солнечной системе после Земли, где на поверхности существуют обильные запасы жидкости. Только в отличие от нашей планеты на спутнике присутствует не вода, а метан и этан (по некоторым вычислениям, последнего даже больше). Группа Майка Брауна (Mike Brown) полагает, что космические объекты делят и ещё одну особенность: туманы.

Браун и его коллеги перелопатили все доступные данные, полученные Cassini в период с октября 2006-го по март 2007 года. Они изучали информацию, собранную при помощи VIMS, который снимает в широком диапазоне частот (в видимой и инфракрасной частях спектра). Астрономы исследовали свечение атмосферы, зарегистрированное на высоте от 250 метров до 20 километров от поверхности Титана.

Отфильтровав всё ненужное, учёные обнаружили, что близ южного полюса спутника присутствует масса метановых "луж", из которых поднимаются клубы тумана, являющегося по сути расположенными близ поверхности облаками (маленькие капли жидкости рассеивали свет, который ловил VIMS).

Майк со товарищи установили, что изолированные облака не поднимаются выше 750 метров над поверхностью спутника и не уходят в тропосферу Титана, где образуются обычные облака. Таким образом, делают вывод учёные в своей статье, опубликованной в The Astrophysical Journal Letters, было подтверждено, что Cassini "увидел" именно туман.

Но откуда он взялся? "Туман, облака, роса, любая конденсация жидкости всегда происходит тогда, когда влажность воздуха достигает 100%, — рассказывает Браун в пресс-релизе Caltech. – Чтобы подобное произошло на Титане, надо либо добавить в атмосферу метана, либо понизить температуру, тогда излишек жидкости будет конденсироваться".

В пример учёный приводит земные явления: туман, который образуется у земли холодными ночами и уходит с появлением на небосклоне солнца. Иногда туман образуется при прохождении влажного воздуха через охлаждённый регион. Такое часто происходит в горах, где воздушные массы ползут вдоль гряды вверх, постепенно охлаждаются, в результате вода конденсируется.

Однако ни тот, ни другой механизм не работает на Титане, утверждают астрономы Caltech. Первый – потому что атмосфера главного спутника Сатурна слишком медленно охлаждается и нагревается. "Даже после полного исчезновения Солнца необходимо было бы около ста лет на то, чтобы температура упала до нужных для образования тумана значений. Даже в самых холодных регионах поверхности слишком тепло", — поясняет Майк.

Второй вариант так же не может иметь места. Для этого Титану необходимы горы высотой порядка 4600 метров (только поднявшись на такую высоту, жидкий метан мог бы образовать туман). Между тем спутник может позволить себе горы не выше километра, иначе его хрупкая ледяная поверхностная корка проломится.

Остаётся только один последний механизм образования тумана: добавить влажности в атмосферу, испарив жидкость — всё тот же метан, существующий на Титане в твёрдом, жидком и газообразном состоянии. Испарение свидетельствует о другом не менее интересном процессе: метановых дождях Титана, а также о наличии потоков, водоёмов и эрозии поверхности. Всего того, что мы обычно называем "круговоротом воды в природе". Правда, в данном случае речь идёт об активном круговороте метана.

Кстати, относительно недавно из северного полушария Титана, где расположено большинство углеводородных озёр, ушла зима. И почти сразу Cassini сфотографировал отблеск солнца от одного из водоёмов спутника Сатурна. О произошедшем в подробностях рассказывает пресс-релиз NASA (фото NASA/JPL/University of Arizona/DLR).