Самый большой спутник Сатурна Титан – не единственный из свободных тел в Солнечной системе, но он может быть самым пенящимся. При помощи лабораторных экспериментов и данных, полученных от космического зонда Кассини, команда ученых в Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадине, Калифорния, воссоздала условия, которые можно наблюдать на поверхности Титана, и обнаружила, что его озера и моря могут периодически извергать пузыри как космическая газировка.

Жидкости, такие как вода, поглощают газы, в зависимости от давления и температуры. Вода постоянно абсорбирует различные газы, такие как углекислый газ, кислород и азот, но это зависит от различных факторов. Не обращаясь к математике, вода при более высоком давлении и более низкой температуре поглощает больше углекислого газа и меньше углекислого газа при более низком давлении и более высокой температуре. Вот поэтому банка теплой содовой быстро выдыхается.

По словам ученым из Лаборатории реактивного движения, условия на Титане похожи на условия банки с содовой, только в этом случае жидкость – азот, а газ – смесь криогенных жидкостей. Поверхность Титана имеет температуру 179.5° C, а атмосфера состоит из 95% азота и 4,9% метана под давлением 146.7 кПа. Озера и моря – смесь углекислот с преобладающим метаном и этаном при дожде.

Это выглядит как экзотическая версия Земли. Во время многочисленных полетов Кассини обнаружил, что тела криогенной жидкости переходят в соединение, которое также изменяет свои свойства, в том числе способность поглощать и удерживать азот. Спутник устанавливает условия, где абсорбирующийся или выделяющийся азот находится на острие ножа, озера спутника похожи на банки ирландского портера, который выпускает азот из банки при открытии.

Исследователи сравнили растворимость азота в морях на Титане с наблюдаемой и рассчитанной при создании искусственных озер для имитации озер спутника. Взяв различные соединения этана и метана, подвергая их температурам и давлениям, найденным на поверхности Титана, ученые смогли исследовать, как соединения ведут себя, и насколько хорошо они поглощают азот.

Они обнаружили, что озера смогли поглощать больше азота при более высоких концентрациях метана в сочетании с более низкой температурой и более высоким давлением. В озерах Титана более чувствительны к изменениям окружающей среды, чем более крупные моря. Небольшое увеличение температуры или внезапное падение в соотношении метана к этану из-за больших дождей или выхода реки вызвали пузырение искусственных озер.

Еще одна  причина, которая может вызвать эффект пузырения, состоит в следующем: этан сильно отличается от водяного льда. Когда он замерзает, он становится более плотным и тонет на дне озера. Когда меняется соотношение этана/метана, озеро снова не может удерживать азот, который пузырится. Это означает, что кипение происходит не только, когда озера становятся слишком теплыми, но также когда они становятся слишком холодными.

Исследование было опубликовано в Icarus.

Отвтавть комменатрий