Eksperimenter viser, at Titan -søer kan bruse med nitrogen

En nylig NASA-finansieret undersøgelse har vist, hvordan kulbrintesøerne og havene på Saturns måne Titan lejlighedsvis kan bryde ud med dramatiske pletter af bobler.

Til undersøgelsen, forskere ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien, simulerede de frigide overfladeforhold på Titan, at finde ud af, at betydelige mængder nitrogen kan opløses i den ekstremt kolde flydende metan, der regner fra himlen og samler sig i floder, søer og hav. De demonstrerede, at små temperaturændringer, lufttryk eller sammensætning kan få nitrogenet til hurtigt at adskille sig fra opløsningen, som fizz, der resulterer, når man åbner en flaske kulsyreholdig sodavand.

NASAs Cassini -rumfartøj har fundet ud af, at sammensætningen af ​​Titans søer og have varierer fra sted til sted, med nogle reservoirer, der er rigere på etan end metan. "Vores eksperimenter viste, at når metanrige væsker blandes med etanrige-for eksempel fra kraftig regn, eller når afstrømning fra en metanflod blandes til en etanrig sø-nitrogenet er mindre i stand til at blive i opløsning, "sagde Michael Malaska fra JPL, der ledede undersøgelsen.

Resultatet er bobler. Masser af bobler.

Frigivelse af nitrogen, kendt som exsolution, kan også forekomme, når metanhav opvarmes lidt i de skiftende årstider på Titan. En brusende væske kan også forårsage problemer, potentielt, for en fremtidig robot sonde sendt til at flyde på eller svømme gennem Titans hav. Overskydende varme fra en sonde kan få bobler til at danne sig omkring dens strukturer - f.eks. propeller, der bruges til fremdrift - hvilket gør det svært at styre eller holde sonden stabil.

Magic Island -mekanisme?

Forestillingen om kvælstofbobler, der skaber brusende pletter på Titans søer og have, er relevant for et af de mere fortryllende uløste mysterier, Cassini har undersøgt i løbet af sin tid med at udforske Titan:de såkaldte "magiske øer". Under flere flybys, Cassinis radar har afsløret små områder på havene, der dukkede op og forsvandt, og derefter (i mindst ét ​​tilfælde) dukkede op igen. Forskere foreslog flere potentielle forklaringer på, hvad der kunne skabe disse tilsyneladende ø-lignende funktioner, herunder ideen om bobler. Den nye undersøgelse indeholder detaljer om mekanismen, der kan danne sådanne bobler, hvis de virkelig er synderen.

"Takket være dette arbejde med nitrogens opløselighed, vi er nu overbeviste om, at der faktisk kan dannes bobler i havene, og kan faktisk være mere rigelige end vi havde forventet, "sagde Jason Hofgartner fra JPL, der fungerer som medforsker på Cassinis radarteam og var medforfatter af undersøgelsen.

Fryser Fizz og Breathing Lakes

Ved karakteriseringen af ​​hvordan nitrogen bevæger sig mellem Titans flydende reservoirer og dets atmosfære, forskerne coaxede også nitrogen ud af en simuleret ethanrig løsning, da etanen frøs til bunden af ​​deres lillebitte, simuleret Titan sø. I modsætning til vand, som er mindre tæt i sin faste form end sin flydende form, ethanis ville dannes på bunden af ​​Titans kølige pools. Når etanen krystalliserer til is, der er ikke plads til den opløste nitrogengas, og det kommer susende ud.

Mens tanken om kulbrintesøer, der bobler af nitrogen på en fremmed måne, er dramatisk, Malaska påpeger, at kvælstofbevægelsen på Titan ikke bare bevæger sig i en retning. Klart, den skal komme ind i metan og etan, før den kan komme ud.

"Træde i kræft, det er som om Titans søer indånder nitrogen, "Sagde Malaska." Mens de køler, de kan optage mere af gassen, 'indånding.' Og når de varmer, væskens kapacitet reduceres, så de 'ånder ud'. "

Et lignende fænomen forekommer på Jorden med kuldioxidabsorption fra vores planets oceaner.

Resultaterne af undersøgelsen blev offentliggjort online i februar af tidsskriftet Icarus .

Final Titan Flyby Nær

Cassini vil lave sit sidste tæt flyby af Titan - dets 127. målrettede møde - den 22. april. Under flybyen, Cassini vil feje sin radarstråle over Titans nordlige hav en sidste gang. Radarteamet designede den kommende observation, så, hvis der er magiske ø -funktioner denne gang, deres lysstyrke kan være nyttig til at skelne mellem bobler, bølger og flydende eller suspenderede faste stoffer.

Flybyen vil også bøje rumfartøjets kurs for at begynde sin sidste serie på 22 styrter gennem kløften mellem Saturn og dens inderste ringe, kendt som Cassinis store finale. Den 20-årige mission afsluttes med et dyk i Saturns atmosfære den 15. september.