В углеводородных морях Титана обнаружили волны миллиметровой высоты

Аппарат «Кассини», работавший на орбите Сатурна с 2004 по 2017 год, детально картировал его крупнейший спутник — Титан. Выяснилось, что ближе к полярным областям на поверхности есть моря и озера с жидкими углеводородами, куда впадают пополняемые атмосферными осадками реки. По мере изучения этой информации у исследователей возникло все больше вопросов. Каков состав жидкости и что определило очертания береговых линий? Воспользовавшись данными радарной съемки, американские ученые уточнили состав морей Кракена, Лигеи и Пунги и описали свойства их поверхностей.

Некогда Титан считался самым интересным спутником в Солнечной системе с точки зрения поисков жизни. В 2005 году к нему отправили спускаемый аппарат «Гюйгенс» в рамках миссии NASA «Кассини». Пробив плотную азотную атмосферу, приборы обнаружили холодный, окутанный смогом, мир. Кстати, есть версия, что под слоем льда скрывается глобальный соленый океан, но напрямую проверить это пока невозможно.

Экваториальная часть Титана занята рядами песчаных дюн. В средних широтах преобладают равнины, а ближе к полюсам — озера и моря. Ландшафт вполне себе земной, только вместо воды — жидкие углеводороды.

Исследователей в первую очередь интересуют моря. Но информации о них немного, поэтому большую роль играет анализ уже имеющихся наблюдений. В статье, которая вышла в журнале Nature Communications, ученые из США, Италии и Франции обработали неиспользованные ранее наборы данных с радара «Кассини», полученные в 2014 и 2016 годах.

Инструмент RADAR позволил исследовать береговую линию морей и проникнуть на 200 метров вглубь, используя метод радиолокационного синтезирования апертуры (SAR) — активного «прощупывания» толщи звуковыми волнами. Ученые воспользовались прозрачностью углеводородов в Ku-диапазоне и получили информацию с радара в режиме альтиметра о составе наполняющей моря жидкости. Это оказалась смесь метана, этана и растворенного азота. Причем доля этана несколько меньше расчетного.

Поскольку роль пресной воды на Титане играют метаново-азотные дожди, они разбавляют «соленую» этановую компоненту морей и озер, предположили исследователи. Подобно тому, как на Земле более пресные водотоки вытесняют соленую воду Балтийского моря в Атлантический океан.

Ученые решили дополнить картину данными бистатического эксперимента рассеяния, проведенного «Кассини». Он заключался в картировании поверхности Титана радиоволнами. Отраженные сигналы принимали станции сети дальней космической связи на Земле. В отличие от звуколокации, проникающей вглубь, бистатические радиоизмерения дали представление о самом поверхностном слое.

Ранее считалось, что он практически зеркально гладкий. Но это оказалось не совсем так. Анализ показал, что на море Лигеи наблюдается рябь высотой один миллиметр, а в северной части морей Кракена и Пунги — не более трех миллиметров. Вблизи берегов и эстуариев шероховатость выше — 3,6-5,2 миллиметра. По мнению авторов научной работы, это указывает на активные приливные течения.

Ученых озадачили несоответствия свойств трех исследованных морей. Состав, о котором судят по диэлектрической постоянной, заметно различался. В эстуариях концентрация метана выше. Это, по мнению исследователей, говорит в пользу гипотезы о метановых реках, впадающих в этановые моря.