Новая теория предполагает, что величественные дюнные поля Титана могли прийти из космоса. Исследователи всегда предполагали, что песок, составляющий дюны Титана, образовался локально в результате эрозии или конденсации атмосферных углеводородов. Но исследователи из Университета Колорадо хотят знать: могло ли оно возникнуть из-за комет?
Дюны Титана
Когда космический корабль «Кассини» прибыл на орбиту Сатурна, никто никогда не видел под густой вязкой атмосферой Титана. Поэтому, когда он сбросил спускаемый аппарат «Гюйгенс» и начал исследовать Титан с помощью радара, проникающего в облака, ученые были удивлены, узнав, что Титан очень похож на Землю. Здесь густая азотная атмосфера, дожди, реки, океаны и массивные дюнные поля. Но в отличие от дюн песчаных пустынь Земли в Намибии и южной Аравии, дюны Титана огромны и заполняют огромные поля, покрывающие более восьмой части поверхности гигантской луны. Эти дюны имеют высоту около 100 метров, ширину у основания от 1 до 2 км и могут простираться на сотни километров в длину.
Дюны на Земле состоят из песка, который разносится ветром и сваливается в сугробы. Отдельные частицы песка подталкиваются и раздуваются ветром с достаточной силой, чтобы заставить их подпрыгивать и разлетаться в процессе, называемом сальтацией. Если частицы не отскакивают, то они не могут скапливаться друг на друге, а если ветер способен полностью поднять их с земли, то они просто сдуваются. Сальтация зависит от размера и массы частиц песка и силы ветра, но также необходимо, чтобы частицы были сухими, чтобы они могли свободно перемещаться, не слипаясь друг с другом.
Геология Титана
Титан — второй по величине спутник во всей Солнечной системе, уступающий только Ганимеду, вращающемуся вокруг Юпитера. Это самый большой спутник Сатурна и очень старый. В отличие от большинства спутников Сатурна, которые были захвачены с течением времени, Титан образовался вместе с Сатурном миллиарды лет назад. Несмотря на то, что у нее так много общего с Землей, это совсем другое место. Здесь настолько холодно, что вместо воды дожди и реки состоят из жидких углеводородов, таких как метан. С другой стороны, вода замерзает в твердый лед; Камни на Титане состоят из водяного льда, а не из гранита и базальта, а эквиваленты лавы и магмы на Титане состоят из жидкой воды и аммиака.
Это означает, что песок на Титане не состоит из кремнезема, выветрившегося из более крупных пород, поскольку эти материалы не встречаются на поверхности. Одна из популярных теорий заключается в том, что вместо этого он мог быть сделан изо льда. Когда жидкий метан идет дождями и потоками, он может разрушить коренную породу, состоящую из водяного льда, измельчая куски вместе в песок из ледяных зерен. Альтернативная идея состоит в том, что частицы песка состоят из толинов. Они встречаются во всех холодных регионах Солнечной системы, где холодные углеводороды в кометах или во внешних атмосферах планет и лун реагируют с ультрафиолетовым светом Солнца, образуя сложные соединения. Толины, образовавшиеся в сухой атмосфере Титана, могли слипаться под действием статического электричества, образуя маленькие крупинки сажи, которые затем оседали на землю, образуя пыль и песок.
![Дюны Титана состоят из кометной пыли? Perseids Comet Swift Tuttle Nov1 1992 Gerald Rhemann - Дюны Титана состоят из кометной пыли?](/wp-content/uploads/2024/04/Perseids-Comet-Swift-Tuttle-Nov1_1992-Gerald-Rhemann.jpg)
Какое отношение к этому имеют кометы?
В документе, представленном на Лунной и планетарной научной конференции (LPSC) в этом году, предлагается новая идея: что, если песок появился из комет? Кометы, как мы знаем, состоят из материалов, оставшихся со времен создания Солнечной системы. Большая часть первичного газа и пыли, выпавшая из древней туманности и образовавшая Солнечную систему, в конечном итоге оказалась бы на Солнце, а основная часть остатков образовала бы планеты. Но это все равно оставило бы много материала свободным, и часть его постепенно слилась бы в комки пыли и льда, которые мы видим сегодня как кометы. Когда кометы выходят на эллиптические орбиты и проходят через внутреннюю часть Солнечной системы, часть их льда нагревается и сублимируется в газ, который выбрасывается наружу, унося с собой пыль. Эта пыль рассеяна по всей Солнечной системе, концентрируясь вдоль орбит различных комет. Отдельные зерна часто сталкиваются с Землей, которую мы видим как метеоры, горящие высоко в нашей атмосфере. Недавние исследования ледяных полей Антарктики, где нет поверхностного песка, обнаружили множество таких частиц, переживших возвращение в атмосферу.
Но Земля — не единственное место, где могут оказаться эти зерна. По мнению исследователей, было время, когда очень много комет проходило вблизи Сатурна и его спутников. Они провели моделирование для изучения эволюции пояса Койпера, используя версию модели Ниццы. Модель Ниццы, названная в честь города, в котором она была впервые представлена, говорит о том, что Солнечная система изначально была устроена совсем не так, как сегодня. Со временем планеты мигрировали на свои нынешние места. В этот период Нептун прошел через пояс Койпера, выведя множество комет на новые орбиты. Многие из этих комет проходили вблизи Сатурна и его спутников, а некоторые даже сталкивались со спутниками. Исследователи предполагают, что большая часть песка, составляющего дюны Титана, может быть обломками всех этих комет.
![Дюны Титана состоят из кометной пыли? Художественная концепция стрекозы, парящей над дюнами спутника Сатурна Титана.](/wp-content/uploads/2024/01/Dragonfly_inFlight-1024x649.jpg)
Но так ли это? Эта идея соответствует тому, что мы знаем в настоящее время, и подтверждается компьютерным моделированием, как и другие теории. К счастью, НАСА недавно подтвердило, что миссия Dragonfly будет запущена в июле 2028 года. Dragonfly — это посадочный модуль, который отправится на Титан. Но в отличие от предыдущих миссий, эта представляет собой летающий дрон с 8 винтами. Как и марсоходы на Марсе, он сможет перемещаться в любые области, представляющие интерес для ученых, которые захотят изучить дальше. Когда он прибудет в 2034 году, он облетит десятки мест на поверхности Титана и должен раз и навсегда решить вопрос: действительно ли дюны Титана построены из кометной пыли?