Находящиеся на поверхности Титана «волшебные острова» скорее всего представляют собой пустотелые айсберги из гидрокарбонатного льда. К такому выводу пришли учёные в новом исследовании, отклонившем предыдущие идеи о том, что они представляют собой пузыри газа.
Титан, крупнейшая луна Сатурна, покрыта туманной оранжевой атмосферой, которая на 50% плотнее земной и богата метаном и другими углеродосодержащими органическими молекулами. Её поверхность покрыта тёмными дюнами органического материала и морями жидкого метана и этана. Ещё одной его особенностью является то, что на радиолокационных изображениях они выглядят как яркие пятна, перемещающиеся по поверхности морей и могут продержаться от нескольких часов до нескольких недель или дольше.
Учёные впервые заметили эти эфемерные «волшебные острова» в 2014 году во время миссии «Кассини-Гюйгенс» и с тех пор пытались выяснить их происхождение. Предыдущие исследования предполагали, что они могут быть фантомными островами, вызванными волнами, или настоящими островами из взвешенных твёрдых веществ, плавающих твёрдых веществ или пузырей азотного газа. Синтинг Ю (Xinting Yu), планетолог и главный автор нового исследования, задумалась, не сможет ли более тщательный анализ взаимоотношений между атмосферой Титана, жидкими озёрами и твёрдыми материалами, оседающими на поверхность луны, раскрыть причину этих загадочных островов.
«Я хотела исследовать, могут ли “волшебные острова” на самом деле быть органикой, плавающей на поверхности, подобно пемзе, которая может держаться на поверхности воды», — сказала Ю.
Верхний слой атмосферы Титана насыщен разнообразными органическими молекулами. Эти молекулы могут сгруппироваться, замёрзнуть и выпасть на поверхность Титана, в том числе на его гладкие реки и озёра из жидкого метана и этана, с волнами всего несколько миллиметров в высоту.
Ю и её команда заинтересовались судьбой этих «органических комков», попадающих в гидрокарбонатные озёра Титана. Они выяснили, что эти движущиеся комки не растворяются при попадании в жидкость, так как озёра уже насыщены органическими частицами.
«Чтобы мы смогли увидеть “волшебные острова”, они должны продержаться на плаву некоторое время», — сказала Ю.
Озёра и моря Титана в основном состоят из метана и этана, оба имеют низкое поверхностное натяжение, что делает плавание твёрдых веществ более сложным. Модели показывают, что большинство замёрзших веществ слишком плотны, а поверхностное натяжение слишком низко для создания «волшебных островов» на Титане, если только «комки» не имеют пористой структуры.
Если ледяные комки достаточно большие и имеют правильное соотношение пустот и тонких трубок, то жидкий метан может просачиваться достаточно медленно, чтобы комки могли задерживаться на поверхности.
Моделирование Ю показало, что отдельные комки скорее всего слишком малы, чтобы держаться на поверхности по отдельности. Но если достаточное количество комков соберётся у берега, то большие куски могут отломиться и отплыть, подобно тому, как на Земле откалываются ледники. Сочетание большего размера и правильной пористости этих органических ледников могут объяснить феномен «волшебных островов» Титана.
Кроме «волшебных островов», тонкий слой замёрзших веществ, покрывающий моря и озёра Титана, может объяснять необычную гладкость жидких форм. Так результаты данного исследования могут объяснить сразу две тайны Титана.