Magiczne wyspy Tytana

Najnowsze badanie sugeruje, że słynne magiczne wyspy Tytana są najprawdopodobniej pływającymi kawałkami porowatych, zamrożonych węglowodorów. Wcześniej astronomowie przewidywali, że są to pęcherzyki gazu unoszące się na morzach księżyca.

Największy księżyc Saturna, Tytan, spowija mglista, pomarańczowa atmosfera o 50 proc. grubsza od ziemskiej i bogata w metan i inne cząsteczki organiczne oparte na węglu. Jego powierzchnia pokryta jest ciemnymi wydmami materiału organicznego oraz morzami ciekłego metanu i etanu. Tym co jeszcze pozostawało niewyjaśnione było to, co pojawia się na zdjęciach radarowych jako zmieniające się, trwające od kilku godzin do kilku tygodni, jasne plamy na powierzchni mórz planety

Naukowcy po raz pierwszy zauważyli „magiczne wyspy” w 2014 roku podczas misji Cassini-Huygens i od tego czasu próbują dowiedzieć się, czym one są. Poprzednie badania sugerowały, że mogą to być wyspy fantomowe spowodowane przez fale lub prawdziwe wyspy wykonane z zawieszonych ciał stałych, pływających ciał stałych lub pęcherzyków azotu.

Xinting Yu, naukowiec planetarny i główny autor badania opublikowanego w Geophysical Research Letters, zastanawiał się, czy bliższe przyjrzenie się związkowi między atmosferą Tytana, ciekłymi jeziorami i stałymi materiałami osadzonymi na powierzchni księżyca może ujawnić przyczynę tych nagle pojawiających się i znikających wysp.

„Chciałem zbadać, czy magiczne wyspy mogą być w rzeczywistości substancjami organicznymi unoszącymi się na powierzchni, podobnie jak pumeks, który może unosić się na wodzie tutaj na Ziemi, zanim ostatecznie zatonie” – mówi Yu.

Górna atmosfera Tytana jest gęsta od różnorodnych cząsteczek organicznych. Cząsteczki te mogą zlepiać się ze sobą, zamarzać i opadać na powierzchnię księżyca, w tym na jego niezwykle gładkie rzeki i jeziora ciekłego metanu i etanu, z falami o wysokości zaledwie kilku milimetrów.

Naukowcy byli zainteresowani losem tych organicznych grudek po dotarciu do węglowodorowych jezior Tytana. Nie byli pewni czy będą one tonąć czy unosić się na powierzchni.

Aby znaleźć odpowiedź, badacze początkowo zbadali, czy organiczne ciała stałe obecne na Tytanie rozpuszczą się w metanowych jeziorach. Ponieważ są one już nasycone cząstkami organicznymi, ustalono, że opadające ciała stałe nie rozpuszczą się, gdy dotrą do cieczy.

„Abyśmy mogli zobaczyć magiczne wyspy, nie mogą one po prostu unosić się przez sekundę, a następnie zatonąć. Muszą unosić się na powierzchni przez jakiś czas” – tłumaczy Yu.

Jeziora i morza Tytana składają się głównie z metanu i etanu, które mają niskie napięcie powierzchniowe, co utrudnia unoszenie się na nich ciał stałych. Modele sugerowały, że większość zamrożonych węglowodorów była zbyt gęsta, a napięcie powierzchniowe zbyt niskie, aby stworzyć magiczne wyspy Tytana, chyba że grudki były porowate, przypominające ser szwajcarski.

Naukowcy odkryli, że jeśli lodowe zbitki cząstek organicznych byłyby wystarczająco duże i miałyby odpowiedni stosunek otworów i wąskich rurek, ciekły metan mógłby przenikać na tyle wolno, że mogłyby unosić się jakiś czas na powierzchni.

Modelowanie przeprowadzone przez naukowców wykazało, że pojedyncze lodowe grudki cząsteczek organicznych są prawdopodobnie zbyt małe, aby samodzielnie unosić się na powierzchni. Jeśli jednak w pobliżu brzegu zebrałaby się wystarczająca ich liczba, większe kawałki mogłyby się oderwać i odpłynąć, podobnie jak ma to miejsce w przypadku lodowców na Ziemi. Dzięki połączeniu większego rozmiaru i odpowiedniej porowatości, te organiczne lodowce mogłyby wyjaśnić fenomen jakim są „magiczne wyspy”.

Emil Gołoś