Озерам Титана полюбился север

Облетая в 2004 году Сатурн и его луны, исследовательский зонд «Кассини» передал на Землю высококачественные фотографии их поверхностей. Внимание ученых привлекли углеводородные озера на Титане, большая часть которых оказалась сконцентрирована в северном полушарии спутника. Почему озера Титана льнут именно к этому полюсу? На этот вопрос попробовали ответить ученые из Калифорнийского технологического института.

Заполненные жидкими метаном и этаном озера Титана действительно преобладают в северном полушарии этой луны. Их общая площадь в 20 раз больше, чем у водоемов на юге. Кроме того, именно на севере ученые обнаружили множество частично заполненных или пустых котлованов.

Подобная картина характерна и для Земли, где на исходе ледникового периода образовались промоины, ставшие впоследствии крупными озерами. Все они расположены на маршруте отступления ледников в северном полушарии планеты.

Но что же вызвало подобный эффект на Титане? Изучив собранные за несколько лет данные, ученые смогли точно установить, что наблюдаемый феномен - это не погрешность статистики, а реальный факт неизвестного происхождения.

Кроме того, зонды зафиксировали еще несколько климатических особенностей, отличающих северное и южное полушария Титана. В районах, где преобладают озера, были замечены обильные осадки и своеобразные «родники» жидкого метана, вырывающегося из-под поверхности небесного тела.

Первоначально предполагалось, что причина кроется в смене сезонов на Титане. Один год на этой луне длится 29,5 земных лет, то есть, полушария полностью меняют климат на противоположный примерно раз в 15 лет (согласно этой теории и наблюдениям «Кассини», сейчас в северном полушарии Титана начинается лето).

Планетологи утверждали, что в летний период метановые озера начинают испаряться, в то время как в противоположном полушарии они наполняются химическими осадками.

Но у этой теории есть несколько недостатков. Как показал профессор астрономии Одед Аронсон из Калифорнийского технологического института, такое предположение не может объяснить полное исчезновение озер на Титане в зимнем полушарии.

Предполагаемая скорость испарения метана в подобных водоемах составляет примерно один метр в год, так что за пятнадцать лет озеро может обмельчать не более чем на пятнадцать метров. В то же время практически все метаново-этановые резервуары на Титане имеют глубину в несколько сотен метров и не могут просто исчезнуть.

Кроме того, сменой сезонов нельзя объяснить тот факт, что на севере Титана в три раза больше пустых котлованов и в семь раз - частично заполненных озер. «Как можно передвинуть отверстие в грунте? - спрашивает профессор Аронсон. - Сезонные механизмы могут быть главным транспортом для жидкого метана, но не для самих водоемов».

Тем не менее, объяснение озерному феномену Титана нашлось. Аронсон и его коллеги исследовали орбиту вращения этой луны вокруг Сатурна и самого газового гиганта вокруг Солнца. 

Сатурн, подобно Земле, обращается вокруг центрального светила нашей системы не по идеальной круговой орбите - его траектория по форме ближе к эллипсу. Получается, что во время лета в южном полушарии Титан находится ближе к Солнцу, чем во время северного лета. Поэтому летний сезон на юге стоит недолго, но за счет интенсивного прогрева метановые озера испаряются, не успев даже окончательно сформироваться. На севере, напротив, лето очень мягкое и продолжительное.

Чтобы убедиться в правоте Аронсона, потребуется ждать слишком долго, но планетологи Калифорнийского технологического университета предлагают другую форму доказательства. Они считают, что кроме повышенного содержание метана в жидкой форме, северное полушарие Титана сейчас богато этим химическим соединением и в газообразном состоянии. Поэтому американские ученые предлагают сделать замеры состава атмосферы Титана в обоих полушариях и сравнить. Они уверены, что существенная разница в процентном содержании метана послужит достаточным доказательством их правоты.

Кроме того, Аронсон и его коллеги выдвигают теорию, что нынешнее положение озер на поверхности Титана сохранится недолго. Подобно тому, как изменение орбиты Земли раз в несколько десятков тысяч лет ведет к перераспределению воды (всем известному как ледниковый период), так и луна Сатурна в рамках определенного планетарного цикла меняет свой баланс метана и этана.

Это приведет к тому, что основная масса жидких метана и этана сконцентрируется в южном полушарии, где будут сформированы новые наполненные ими низины, в то время как на севере водоемы начнут испаряться, пока не исчезнут совсем.