Titans elektriske sand:Kornene, der dækker Saturns måne, fungerer som klæbrige pakningsnødder

Eksperimenter ledet af forskere ved Georgia Institute of Technology tyder på partiklerne, der dækker overfladen af ​​Saturns største måne, Titan, er "elektrisk ladet". Når vinden blæser hårdt nok (ca. 15 mph), Titans granulater uden silikat bliver sparket i gang og begynder at hoppe i en bevægelse, der kaldes saltning. Da de støder sammen, de bliver friktionelt ladet, som en ballon, der gnider mod dit hår, og klumper sig sammen på en måde, der ikke observeres for sandklitkorn på jorden - de bliver modstandsdygtige over for yderligere bevægelse. De opretholder denne ladning i dage eller måneder ad gangen og fastgøres til andre kulbrintestoffer, meget ligesom pakning af jordnødder, der bruges i forsendelsesæsker her på Jorden.

Resultaterne er netop blevet offentliggjort i tidsskriftet Naturgeovidenskab .

"Hvis du tog fat i bunker af korn og byggede et sandslot på Titan, det ville måske blive sammen i flere uger på grund af deres elektrostatiske egenskaber, "sagde Josef Dufek, Georgia Tech-professoren, der ledede undersøgelsen. "Ethvert rumfartøj, der lander i områder med granuleret materiale på Titan, får svært ved at holde sig rent. Tænk på at lægge en kat i en kasse med pakning af jordnødder."

Elektrificeringsfundene kan hjælpe med at forklare et ulige fænomen. Herskende vinde på Titan blæser fra øst til vest over månens overflade, men sandklitter næsten 300 fod høje synes at danne sig i den modsatte retning.

"Disse elektrostatiske kræfter øger friktionstærskler, "sagde Josh Méndez Harper, en Georgia Tech geofysik og elektroteknik doktorand, der er papirets hovedforfatter. "Dette gør kornene så klæbrige og sammenhængende, at kun kraftig vind kan bevæge dem. De herskende vinde er ikke stærke nok til at forme klitterne."

For at teste partikelstrømmen under Titan-lignende forhold, forskerne byggede et lille eksperiment i et modificeret trykbeholder i deres Georgia Tech lab. De indsatte korn af naphthalen og biphenyl - to giftige, kulstof og brintbærende forbindelser, der menes at eksistere på Titans overflade - ind i en lille cylinder. Derefter roterede de røret i 20 minutter tørt, rent nitrogenmiljø (Titans atmosfære består af 98 procent nitrogen). Bagefter, de målte de elektriske egenskaber for hvert korn, da det tumlede ud af røret.

"Alle partikler ladede godt, og omkring 2 til 5 procent kom ikke ud af beholderen, "sagde Méndez Harper." De klamrede sig til indersiden og holdt sammen. Da vi gjorde det samme eksperiment med sand og vulkansk aske ved hjælp af jordlignende forhold, alt kom ud. Intet stak. "

Jordsand optager elektrisk ladning, når den flyttes, men afgifterne er mindre og forsvinder hurtigt. Det er en af ​​grundene til, at du har brug for vand for at holde sandet sammen, når du bygger et sandslot. Sådan er det ikke med Titan.

"Disse ikke-silikat, granulære materialer kan holde deres elektrostatiske ladninger i flere dage, uger eller måneder ad gangen under lavgravitationsforhold, "sagde George McDonald, en kandidatstuderende på School of Earth and Atmospheric Sciences, der også var medforfatter til papiret.

Visuelt, Titan er objektet i solsystemet, der mest ligner Jorden. Data indsamlet fra flere flybys af Cassini siden 2005 har afsløret store flydende søer ved polerne, såvel som bjerge, floder og potentielt vulkaner. Imidlertid, i stedet for vandfyldte oceaner og have, de består af metan og etan og genopfyldes ved nedbør fra kulbrintefyldte skyer. Titans overfladetryk er lidt højere end vores planet - at stå på månen ville føles som at stå 15 fod under vandet her på jorden.

"Titans ekstreme fysiske miljø kræver, at forskere tænker anderledes om, hvad vi har lært om Jordens granulære dynamik, "sagde Dufek." Landformer påvirkes af kræfter, der ikke er intuitive for os, fordi disse kræfter ikke er så vigtige på Jorden. Titan er en mærkelig, elektrostatisk klæbrig verden. "

Forskere fra Jet Propulsion Lab, University of Tennessee-Knoxville og Cornell University var også medforfatter til papiret, som har titlen "Elektrificering af sand på Titan og dets indflydelse på sedimenttransport."