Триметрові хвилі від легкого бризу: науковці змоделювали шторми на Титані та екзопланетах

Науковці Массачусетського технологічного інституту (MIT) розробили першу комплексну модель, яка прогнозує поведінку хвиль в умовах інших планет — з іншою гравітацією, атмосферним тиском і складом рідини. Результати опубліковані в журналі Journal of Geophysical Research: Planets.

Комп’ютерна візуалізація двох озер: праворуч — земне озеро з дрібними брижами, ліворуч — метанове озеро на Титані з високими триметровими хвилями. Поруч із хвилями зображено вимірювальні маркери в метрах.
Порівняння динаміки хвиль: брижі на озері на Землі (праворуч), хвилі на найбільшому супутнику Сатурна — Титані (ліворуч). Маркер у метрах. Джерело: MIT News

Модель отримала назву PlanetWaves. На відміну від попередніх спроб, вона враховує не лише гравітацію, а й властивості поверхневої рідини — густину, в’язкість і поверхневий натяг (тобто те, наскільки рідина чинить опір утворенню брижів), а також атмосферний тиск планети. 

Перед застосуванням до інших світів команда перевірила модель на реальних даних: двадцятирічних вимірах хвиль на озері Верхньому на Землі. Модель точно відтворила залежність між швидкістю вітру й висотою хвиль.

Титан: гігантські хвилі від легкого бризу

Несподіваний результат стосується Титана — найбільшого супутника Сатурна і єдиного об’єкта у Сонячній системі, де зафіксовано відкриті басейни рідких вуглеводнів. За даними місії NASA Cassini, ці озера, найімовірніше, заповнені метаном та етаном. 

Подія в Києві на перетині мистецтва, космосу та технологій! Дізнатися більше

Модель показує: завдяки легкій рідині, низькій гравітації та щільності атмосфери навіть слабкий вітер здатний підняти хвилі заввишки близько трьох метрів. «Якби ви стояли на березі такого озера, ви б відчули лише легкий бриз, але бачили б величезні хвилі, що повільно насуваються», — описує аспірантка MIT Уна Шнек, провідна авторка дослідження.

Марс і три екзопланети

Команда також змоделювала хвилі на давньому Марсі, коли кратери, як-от Єзеро, який зараз досліджує марсохід Perseverance, могли бути заповнені водою. Виявилося, що з розрідженням атмосфери для утворення однакових хвиль потрібен дедалі сильніший вітер. 

Серед трьох екзопланет найцікавіший контраст: суперземля LHS 1140b з рідкою водою, але сильнішою гравітацією формує менші хвилі, ніж Земля за того самого вітру. Натомість на 55 Cancri e — планеті з океанами розплавленої породи — навіть вітер ураганної сили (близько 130 км/год) породжує хвилі висотою лише кілька сантиметрів через надзвичайно густу й в’язку рідину.

Навіщо це потрібно

Окрім суто наукового інтересу, модель має практичне застосування. Якщо колись до озер Титана відправлять зонд, інженерам необхідно буде врахувати, з якими хвилями він зіткнеться. 

Крім того, дослідники сподіваються, що PlanetWaves допоможе пояснити загадку Титана: попри наявність річок і берегів, дельти на цьому супутнику майже не зустрічаються — і хвилі можуть бути саме тим чинником, що їх руйнує.

Джерело: news.mit.edu

Новини інших медіа
Сяючі кулі та свідчення очевидців: Пентагон розкрив нові таємниці НЛО
Рідкісний метеорит містить докази катастрофи на Місяці
Тиск на працівників вартував NASA збитків на 4,6 млн доларів
SpaceX поглинає стартап Cursor за рекордну суму
Темні галактики можуть існувати в околицях Чумацького Шляху
Чорні діри породжують радіоспалахи після розривання зір на частини
До Землі наближається потенційно небезпечний астероїд вперше за 400 років
Чи ховаються іншопланетні зонди у нас під боком? Нове дослідження свідчить, що ми майже не шукали їх
На океанському дні знайшли сліди плутонієвого дощу від стародавньої кілонової
Як Жуль Верн передбачив місію Artemis II за 160 років до її старту