Братья и сёстры Титана должны ему завидовать. В то время как лица большинства спутников Сатурна рябы из-за древних кратеров, Титан (самый большой из них) выглядит гораздо моложе. Дюны, состоящие из углеводородного песка, медленно, но верно заполняют кратеры, по данным нового анализа данных космического аппарата «Кассини».

Это первая попытка количественно оценить роль погоды в изменении поверхности Титана. «На соседних лунах видны тысячи и тысячи кратеров, а обзор 50% поверхности Титана в высоком разрешении позволил обнаружить лишь шестьдесят, — отмечает Кэтрин Нейш из Центра космических полётов НАСА им. Годдарда. — Возможно, кратеров там намного больше, но они не видны из космоса, ибо подверглись эрозии».

Титан — единственная луна Солнечной системы с плотной атмосферой и единственное (если не считать Землю) тело с морями и озёрами (правда, при температуре около 94 К они наполнены метаном и этаном).

Г-жа Нейш и её коллеги сравнили Титан с Ганимедом — спутником Юпитера, который тоже имеет кору из водного льда. Условия на поверхности двух лун очень похожи, разница лишь в том, что на Ганимеде отсутствует атмосфера, то есть нет ни ветра, ни дождя, размывающих поверхность.

Отношение средней глубины к диаметру кратеров на Ганимеде рассчитывалось по стереоизображениям, полученным космическим аппаратом «Галилео». Информацию о Титане предоставил радар «Кассини». Оказалось, что в среднем кратеры Титана на сотни метров меньше, то есть некий процесс приводит к их более активному заполнению.

Относительно свежий кратер Синлап (слева) и сильно деградировавший Сой (справа). Диаметр обоих — около 80 км. (Изображение NASA / JPL-Caltech / ASI / GSFC.)Атмосфера Титана состоит в основном из азота с примесью метана и других, более сложных молекул из водорода и углерода. Происхождение тамошнего метана остаётся загадкой, ибо в атмосфере он расщепляется солнечным светом за относительно короткое время. Фрагменты молекул метана затем воссоединяются и образуют более сложные углеводороды в верхних слоях атмосферы, формируя густой смог грязно-персикового цвета, который скрывает поверхность из виду. Некоторые крупные частицы в конечном счёте выпадают дождём и на поверхности связываются, превращаясь в песчинки.

Титан на фоне Сатурна и его колец в естественных цветах (изображение NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)«Поскольку песок, судя по всему, создан из атмосферного метана, это вещество должно было присутствовать в атмосфере Титана как минимум несколько сотен миллионов лет, чтобы успеть заполнить кратеры до наблюдаемого уровня», — говорит г-жа Нейш. По оценке учёных, Солнце должно было уничтожить метан за считанные десятки миллионов лет, поэтому либо в прошлом его было значительно больше, либо Титан постоянно пополняет его атмосферные запасы из некоего загадочного источника.

Возможно, в заполнении кратеров принимают участие и другие процессы — например, потоки жидкого метана и этана. Однако в этом случае заполнение сначала идёт очень быстро, а затем замедляется, когда из-за этой эрозии края кратера становятся менее крутыми. И тогда исследователи увидели бы на изображениях множество частично заполненных кратеров. Но в действительности они находятся на самых разных стадиях заполнения, что указывает на процесс, который делает это с постоянной скоростью. Несомый ветром песок — лучший кандидат.

Чем твёрже материал, находящийся под давлением, тем медленнее он течёт. Но течёт. Это справедливо и для водного льда, из которого в основном состоит кора Ганимеда и Титана. Не исключено, что некоторые из мелких кратеров на Титане просто намного старше или испытали тепловой поток более высокой температуры, чем кратеры точно такого же размера на Ганимеде.

Однако в условиях крайне низких температур на Титане лёд не может течь с такой скоростью, чтобы вызвать столь большую разницу в размерах с кратерами Ганимеда. К тому же лёд заполняет кратеры примерно таким же образом, как и вязкая жидкость, а это, как мы выяснили выше, не соответствует данным наблюдения.

Стоит отметить, что все изученные кратеры находятся в пределах примерно 30° от экватора, то есть в относительно сухом регионе. Там, где много жидкости, кратеры, скорее всего, не имеют видимого топографического выражения.

Результаты исследования опубликованы в журнале Icarus.

Источник: КОМПЮЛЕНТА