"Волшебные острова" на Титане: загадка плавающих кусков органического льда

Титан, один из спутников Сатурна, долгое время привлекал внимание ученых своей загадочной природой. Недавние исследования, опубликованные в Geophysical Research Letters, раскрывают новые детали о таинственных "волшебных островах", которые появляются и исчезают на поверхности этой луны.

Туманная атмосфера Титана, окрашенная в оранжевый оттенок, является на 50% плотнее земной. Она содержит метан и другие углеродные молекулы. Поверхность спутника покрыта темными дюнами из органического материала, а его моря состоят из жидкого метана и этана. Однако самым удивительным фактом является то, что на радарных снимках можно увидеть движущиеся яркие пятна на поверхности морей. Эти "волшебные острова" могут продержаться от нескольких часов до нескольких недель и более.

Ученые впервые обратили внимание на эти загадочные явления в 2014 году, когда миссия "Кассини-Гюйгенс" позволила сделать подробные наблюдения Титана. С тех пор ученые пытались разгадать природу этих "волшебных островов". Предыдущие исследования предполагали, что они могут быть вызваны волнами или состоять из твердых частиц, плавающих на поверхности морей.

Однако Синтин Ю, планетолог и автор нового исследования, предположила, что эти острова могут быть органическими твердыми телами, которые плавают на поверхности, подобно пемзе на Земле. Верхние слои атмосферы Титана содержат разнообразные органические молекулы, которые могут собираться в комки, замерзать и падать на поверхность спутника. Особенно интересно, что происходит с этими скоплениями после падения на поверхность.

Для ответа на этот вопрос ученые провели серию экспериментов. Они исследовали, будут ли органические твердые частицы просто растворяться в метановых озерах Титана. Оказалось, что падающие твердые частицы не растворяются, поскольку озера уже насыщены органическими частицами. Кроме того, поверхностное натяжение метана и этана, составляющих основу морей и озер, затрудняет всплытие твердых частиц. Поэтому ученые пришли к выводу, что "волшебные острова" могут быть образованы только из пористых органических тел.

Моделирование показало, что если ледяные глыбы на Титане достаточно большие и имеют определенное соотношение отверстий и узких трубок, то жидкий метан сможет просачиваться внутрь таких глыб медленно, позволяя им задерживаться на поверхности и образовывать "волшебные острова". Отдельные глыбы слишком малы, чтобы плавать, но если они скапливаются рядом с берегом, более крупные куски могут откалываться и плавать по поверхности морей.

Кроме того, тонкий слой замороженных твердых частиц, покрывающий моря и озера Титана, может объяснить их необычную гладкость. Таким образом, результаты этого исследования не только раскрывают природу "волшебных островов", но и объясняют другую загадку Титана.