Ученые разгадали секреты волн на озерах Титана
В тихий день слабый ветерок создает едва заметную рябь на поверхности земного озера. Но на Титане, крупнейшем спутнике Сатурна, такой же легкий ветер поднял бы волны высотой до трех метров.
Светлана ЛевченкоАвтор новостей
В своем новом исследовании специалисты Массачусетского технологического института (MIT) представили модель под названием PlanetWaves. С ее помощью можно предсказывать поведение волн на планетах, которые могут иметь жидкие озера и океаны — в том числе, на Титане, древнем Марсе и трех планетах за пределами Солнечной системы.
«На Земле мы привыкли к определенной динамике волн, — говорит соавтор исследования, научный сотрудник Вудс-Холского океанографического института Эндрю Эштон. — Но с этой моделью мы можем увидеть, как волны ведут себя на планетах с другими жидкостями, атмосферами и гравитацией, что может бросить вызов нашей интуиции».
Особый интерес представляет Титан — единственное кроме Земли тело в Солнечной системе, где сейчас есть жидкие озера. Правда, состоят они не из воды, а из легких жидких углеводородов — метана и этана. «Везде, где есть жидкая поверхность и ветер над ней, есть потенциал для образования волн», — отмечает профессор наук о Земле, атмосфере и планетах в MIT Тейлор Перрон.
Предыдущие модели учитывали только гравитацию. Новая же модель берет в расчет еще и плотность жидкости, ее вязкость, поверхностное натяжение и атмосферное давление планеты. Сначала модель проверили на данных с озера Верхнее, собранных за 20 лет буями. Она точно предсказала, какая скорость ветра нужна для генерации волн и какой высоты они достигнут.
Применив модель к Титану, ученые обнаружили, что создать волны там удивительно легко. Относительно легкая жидкость в сочетании с низкой гравитацией и атмосферным давлением означает, что даже слабый ветер может поднять огромные волны. «Со стороны это выглядит как высокие волны, которые движутся словно в замедленной съемке, — описывает соавтор работы Уна Шнек. — Стоя на берегу, вы почувствовали бы лишь легкий бриз, но увидели бы огромные волны, идущие на вас — на Земле такого не увидишь».
За пределами Солнечной системы PlanetWaves протестировали на трех экзопланетах. Для «холодной суперземли» LHS 1140b с большими запасами воды, но более сильной гравитацией, модель показала, что при «земной» силе ветра волны там будут заметно меньше, чем на нашей планете. На Kepler 1649b — планете, похожей на Венеру и имеющей озера серной кислоты, которая примерно вдвое плотнее воды, даже сильный ветер едва «пошевелит» поверхность. Еще более экстремальный случай — 55 Cancri e, лавовый мир с океанами расплавленной породы. Там, по расчетам, ураган земной силы (около 130 км/ч) поднимет волны всего в несколько сантиметров: высокая гравитация и вязкая, плотная «жидкость» глушат практически любые колебания.
Физика волн важна не только для романтических картинок инопланетных пляжей. На Земле волны формируют береговую линию, переносят осадки, создают и разрушают дельты рек. Новая модель раскроет секреты ландшафта других планет и может быть полезной в вопросе проектирования зондов для их изучения.
Ранее гипотезу о существовании жизни на Титане проверили новым способом.
космосПоделиться
