На Титане даже слабый ветер может поднимать 3-метровые волны — модель MIT
Учёные из MIT разработали модель PlanetWaves, которая впервые описывает поведение волн на планетах с учётом сразу нескольких факторов — гравитации, состава жидкости и атмосферного давления. Расчёты показали, что на крупнейшем спутнике Сатурна, Титане, даже слабый ветер способен поднимать волны высотой до 3 метров.
Титан — единственное небесное тело в Солнечной системе, кроме Земли, где сегодня существуют жидкие озёра. Однако они состоят не из воды, а из лёгких углеводородов — метана и этана. В сочетании с низкой гравитацией и атмосферным давлением это создаёт условия, при которых поверхность реагирует на ветер гораздо сильнее, чем на Земле.
Модель описывает весь процесс — от первых ряби на поверхности до формирования полноценных волн. В отличие от предыдущих подходов, она учитывает не только гравитацию, но и плотность, вязкость и поверхностное натяжение жидкости, а также давление атмосферы.
Источник: Taylor Perron, Una Schneck, et alПроверку модели провели на данных с Земли: учёные использовали измерения волн, собранные за 20 лет. Результаты показали, что PlanetWaves точно предсказывает, при какой скорости ветра возникают волны и какой высоты они достигают.
После этого модель применили к другим объектам. Для Титана расчёты показали неожиданно высокую чувствительность поверхности: «лёгкий ветер» способен создавать крупные волны, которые двигались бы медленно, но значительно выше привычных земных.
Для древнего Марса модель показала обратный эффект. По мере того как атмосфера планеты истончалась, для образования волн требовался всё более сильный ветер. Это может объяснять особенности древних водоёмов, например в кратере Езеро, где сейчас работает ровер Perseverance.
На экзопланетах различия ещё сильнее. На супер-Земле LHS1140b более высокая гравитация подавляет волны, делая их ниже при той же скорости ветра. На планете Kepler-1649b с озёрами серной кислоты требуется более сильный ветер даже для небольшой ряби. А на лавовой экзопланете 55 Cancri e даже ураганный ветер скоростью около 130 км/ч создаёт волны всего в несколько сантиметров.
Авторы подчёркивают, что модель важна не только для теории. Она может использоваться при проектировании будущих миссий, например посадочных аппаратов для озёр Титана, которые должны выдерживать реальные условия. Кроме того, понимание волн помогает объяснить, как формируются берега и почему на Титане почти нет дельт, несмотря на наличие рек — вопрос, на который PlanetWaves может дать ответ.
© iXBT
