Титан, Сатурн и Гюйгенс
Учеными лондонского университетского колледжа было проведено исследование полярных ветров, образующихся в верхних слоях атмосферы Титана, естественном спутнике Сатурна. Они проанализировали данные, переданные научно-исследовательским зондом Cassini, и пришли к заключению, что из-за взаимодействия его атмосферы, солнечного ветра и излучения, образуется поток углеводородов, который уносится с приполюсных районов верхних слоев атмосферы в открытый космос. Это очень подобно ветру, наблюдаемому в приполюсных районах нашей планеты.
Титан – замечательное небесное тело с мощной атмосферой, давление которой превышает земное на 50%. В ней можно обнаружить значительное количество азота и метана. Это единственное небесное тело, кроме нашей планеты, где можно обнаружить реки, моря и дожди. Его размеры больше, чем у Меркурия.
Из-за своих характерных особенностей, его исследованиям уделялось гораздо больше внимания, чем другим естественным спутникам (за исключением Луны). Среди самых запоминающихся моментов можно выделить неоднократные сближения зонда Cassini и посадку модуля «Гюйгенс» в 2004. В проведенном исследовании принимались во внимание показания плазменного спектрографа Cassini.
Данные, переданные спектрографом, говорили о том, что верхние слои атмосферы Титана теряют приблизительно семь тонн углеводородов каждый день, но не было понятна причина происходящего. Проведенное исследование раскрывает почему это происходит.
Углеводороды – категория молекул, которая включает метан, а также другие знакомые вещества – бензин и природный газ. Нитрилы – молекулы, плотно связанные с азотом и углеродом. Потери в атмосфере происходят вследствие полярного ветра, причиной образования которого является взаимодействие потока солнечного ветра с молекулами углеводородов и нитрилов в верхних слоях атмосферы.
Значительное расстояние от нашего светила не спасает атмосферу Титана от воздействия солнечного ветра. Когда он поражает молекулы углеводородов, находящихся в ней, выбивает электроны, имеющие отрицательный заряд, которые отслеживаются плазменным спектрографом. Известно, что спутник Сатурна не обладает собственным магнитным полем, а электроны, известные как фотоэлектроны, распространяются через магнитное поле Сатурна, окружающее Титан.
Форма магнитного поля Сатурна в пределах Титана напоминает хвост кометы. В 23 пролетах Cassini через его атмосферу и «хвост», спектрометр обнаруживал измеримые количества этих фотоэлектронов на расстоянии от Титана до 6.8 его радиусов.
Команда нашла, что отрицательно заряженные фотоэлектроны, находящиеся везде в ионосфере, образовывают электрическую область, которая, в свою очередь, притягивает положительно заряженные электроны углеводородов и нитрилов, что является причиной образования «полярного ветра».
Это явление наблюдается у Земли, прежде всего в приполярных районах, где магнитное поле нашей планеты имеет своеобразные щели и не защищает атмосферу от солнечного ветра. Ввиду отсутствия у Титана собственного магнитного поля та же самая вещь может происходить в других областях, не только около полюсов. Это исследование представляет новые доказательства того, что Титан, несмотря на его размещение во внешней Солнечной системе, является одним из самых подобных Земле объектов, когда-либо изучаемыми человечеством.
июнь 2015. Байбиков Вадим Вадимович для Новости 94