Záhada dun na Titanu

19. prosinec 2014

Podle radaru americké sondy Cassini, která obíhá kolem planety Saturn, se na povrchu jejího měsíce Titanu tvoří pravidelné duny. Tyto útvary vědcům připomínají duny z některých pozemských pouští. Vědci se snaží jejich tvar namodelovat v pozemské laboratoři a také zjistit, jakým způsobem vznikají.

Titan, největší měsíc Saturnu a druhý největší měsíc ve sluneční soustavě, má velmi hustou dusíkovou atmosféru. Na jeho povrchu se zároveň vyskytují jezera a řeky, tvořené kapalnými uhlovodíky jako jsou etan a metan. Místy se na jeho povrchu objevují duny, které mohou být až několik set metrů vysoké, více než kilometr široké a několik stovek kilometrů dlouhé. Dostupná přístrojová data přitom zatím nesvědčí o dostatečně silném proudění atmosféry na Titanu.

Tým profesorky Devon Burr z univerzity v Tennessee sleduje myšlenku, že větry musejí na Titanu ve skutečnosti vanout podstatně rychleji, a také se ji snaží dokázat pomocí pokusů ve vysokotlakém aerodynamickém tunelu. Jejich výsledky byly nedávno otištěny v časopise Nature. Podle této studie se na povrchu Titanu zřejmě hojně vyskytují drobné částice o velikosti zrnka písku. Zatím nikdo neví, jak vznikají, kromě toho, že asi půjde z větší části o zmrzlé uhlovodíky. Proudění atmosféry na Titanu podle přímých měření probíhá převážně z východu na západ. Přitom podle tvarů dun, zejména v okolí různých překážek, to vypadá naopak, tedy jako kdyby tam “pískem” pohybující větry vanuly opačným směrem.

Tým profesorky Devon Burr zkoumal principy vanutí větru na Titanu pomocí pokusů ve vysokotlakém aerodynamickém tunelu

Profesorka Burr věnovala 6 let tomu, aby v aerodynamickém tunelu NASA vytvořila podmínky podobné těm, které panují na povrchu Titanu. V tunelu simulovala konkrétní složení atmosféry o zvýšeném tlaku a nízké teplotě a také povrch podobný tomu, který na Titanu reálně existuje. Protože vědci zatím nemají k dispozici přesnou charakteristiku “písku” z povrchu Titanu, musel výzkumný tým vyzkoušet 23 jeho různých materiálových variant.

Tým profesorky Devon Burr zkoumal principy vanutí větru na Titanu pomocí pokusů ve vysokotlakém aerodynamickém tunelu

Po zhruba dvou letech intenzivních pokusů, změn parametrů a konfigurací v aerodynamickém tunelu vědci zjistili, že skutečná rychlost pískem pohybujícího větru na Titanu musí být minimálně o 50% větší, než zatím naměřily přístroje. Tato dolní mez zároveň vysvětluje tvar dun, které na Titanu vědci pozorují. Převládající větry tu sice nejsou dostatečně silné, aby duny vytvořily, nicméně občasné silné proudění atmosféry v opačném směru patrně ano. Podle modelů tato situace může nastat dvakrát za 30 let, což je jeden Saturnský rok, kdy Slunce překračuje rovník Titanu. S tím spojená klimatická změna vyvolá poměrně krátkou silnou cirkulaci atmosféry v opačném směru - od západu na východ.

Zdroje: Phys.Org 1, Phys.Org 2, Phys.Org 3, SEN, Nature, Nature Geoscience

autor: Pavel Vachtl
Spustit audio