Ученые Массачусетского технологического института (MIT) разработали первую комплексную модель, которая прогнозирует поведение волн в условиях других планет — с иной гравитацией, атмосферным давлением и составом жидкости. Результаты опубликованы в журнале Journal of Geophysical Research: Planets.
Модель получила название PlanetWaves. В отличие от предыдущих попыток, она учитывает не только гравитацию, но и свойства поверхностной жидкости — плотность, вязкость и поверхностное натяжение (то есть то, насколько жидкость сопротивляется образованию ряби), а также атмосферное давление планеты.
Перед тем как применить модель к другим мирам команда проверила ее на реальных данных: двадцатилетних измерениях волн на озере Верхнем на Земле. Модель точно отобразила зависимость между скоростью ветра и высотой волн.
Титан: гигантские волны от легкого бриза
Неожиданный результат касается Титана — крупнейшего спутника Сатурна и единственного объекта в Солнечной системе, где обнаружены открытые бассейны жидких углеводородов. По данным миссии NASA Cassini, эти озера, скорее всего, заполнены метаном и этаном.
Модель показывает: благодаря легкой жидкости, низкой гравитации и плотности атмосферы даже слабый ветер способен поднять волны высотой около трех метров. «Если бы вы стояли на берегу такого озера, вы бы почувствовали лишь легкий бриз, но видели бы медленно надвигающиеся огромные волны», — описывает аспирант MIT Уна Шнек, ведущий автор исследования.
Марс и три экзопланеты
Команда также смоделировала волны на древнем Марсе, когда кратеры, такие как Езеро, который сейчас исследует марсоход Perseverance, могли быть заполнены водой. Оказалось, что с разрежением атмосферы для образования одинаковых волн требуется все более сильный ветер.
Среди трех экзопланет наиболее интересен контраст: суперземля LHS 1140b с жидкой водой, но более сильной гравитацией формирует меньшие волны, чем Земля при том же ветре. Зато на 55 Cancri e — планете с океанами расплавленной породы — даже ветер ураганной силы (около 130 км/ч) порождает волны высотой всего несколько сантиметров из-за чрезвычайно густой и вязкой жидкости.
Зачем это нужно
Помимо чисто научного интереса, модель имеет практическое применение. Если когда-нибудь к озерам Титана отправят зонд, инженерам необходимо будет учесть, с какими волнами он столкнется.
Кроме того, исследователи надеются, что PlanetWaves поможет разгадать загадку Титана: несмотря на наличие рек и берегов, дельты на этом спутнике почти не встречаются — и волны могут быть именно тем фактором, который их разрушает.
Источник: news.mit.edu
