Ketika siasatan Huygens Badan Angkasa Eropah mengunjungi bulan Saturn Titan bulan lalu, siasatan itu terjun melalui awan lembab. Ia memotret saluran sungai dan pantai dan benda-benda yang kelihatan seperti pulau. Akhirnya, turun melalui kabut yang berpusing, Huygens mendarat di lumpur.
Untuk membuat cerpen panjang, Titan basah.
Christian Huygens tidak akan sedikit terkejut. Pada tahun 1698, tiga ratus tahun sebelum penyelidikan Huygens meninggalkan Bumi, ahli astronomi Belanda menuliskan kata-kata ini:
"Oleh kerana kita yakin bahawa Bumi dan Musytari mempunyai Air dan Awannya, tidak ada sebab mengapa Planet lain harus tanpa mereka. Saya tidak boleh mengatakan bahawa mereka sama dengan Air kita; tetapi bahawa mereka harus cair penggunaannya memerlukan, kerana keindahan mereka itu jelas. Air kita ini, di Musytari atau Saturnus, akan dibekukan seketika kerana jarak Matahari yang sangat luas. Oleh itu, setiap Planet mesti mempunyai Perairan sendiri yang tidak bertanggungjawab terhadap Frost. "
Huygens menemui Titan pada tahun 1655, itulah sebabnya siasatan itu dinamakan sempena namanya. Pada masa itu, Titan hanya sebatang cahaya di teleskop. Huygens tidak dapat melihat awan Titan, mengandung hujan, atau lereng bukit Titan, diukir oleh cairan yang mengalir, tetapi dia mempunyai khayalan yang baik.
"Air" Titan adalah metana cair, CH4, yang lebih dikenali di Bumi sebagai gas asli. Air Bumi biasa, H2O, akan menjadi beku padat di Titan dengan suhu permukaan 290o F di bawah sifar. Metana, di sisi lain, adalah cairan yang mengalir, "marah yang tidak bertanggungjawab kepada Frost."
Jonathan Lunine, seorang profesor di University of Arizona, adalah anggota pasukan sains misi Huygens. Dia dan rakan-rakannya percaya bahawa Huygens mendarat di Arizona yang setara dengan Titan, kawasan yang kebanyakannya kering dengan musim hujan yang singkat tetapi sengit.
"Saluran sungai di dekat probe Huygens kelihatan kosong sekarang," kata Lunine, tetapi cecair telah ada di sana baru-baru ini, dia percaya. Batu-batu kecil yang berserakan di sekitar lokasi pendaratan sangat menarik: batu-batu itu halus dan bulat seperti batu sungai di Bumi, dan "mereka duduk di tempat-tempat kecil yang digali, nampaknya, dengan mengalirnya cairan."
Punca dari semua kelembapan ini mungkin hujan. Suasana Titan adalah "lembab," yang bermaksud kaya dengan metana. Tidak ada yang tahu seberapa sering hujan, "tetapi ketika terjadi," kata Lunine, "jumlah wap di atmosfer berkali-kali di atmosfer Bumi, sehingga anda dapat hujan lebat."
Dan mungkin juga pelangi. Bahan yang anda perlukan untuk pelangi adalah sinar matahari dan hujan. Titan mempunyai keduanya, ”kata pakar optik atmosfera Les Cowley.
Di Bumi, pelangi terbentuk ketika cahaya matahari memancar masuk dan keluar dari titisan air yang telus. Setiap titisan bertindak seperti prisma, menyebarkan cahaya ke spektrum warna yang biasa. Di Titan, pelangi akan terbentuk ketika sinar matahari memantul masuk dan keluar dari tetesan metana, yang, seperti titisan air, telus.
"Keindahan mereka [memerlukan] agar mereka jelas ..."
"Pelangi metana akan lebih besar daripada pelangi air," catat Cowley, "dengan radius primer sekurang-kurangnya 49o untuk metana vs 42.5o untuk air. Ini kerana indeks pembiasan metana cair (1,29) berbeza dengan indeks air (1,33). " Akan tetapi, urutan warna akan sama: biru di bahagian dalam dan merah di luar, dengan sedikit warna oren yang disebabkan oleh langit oren Titan.
Satu masalah: Pelangi memerlukan cahaya matahari langsung, tetapi langit Titan sangat kabur. "Pelangi yang kelihatan di Titan mungkin jarang berlaku," kata Cowley. Sebaliknya, pelangi inframerah mungkin biasa.
Saintis atmosfera Bob West dari Jet Propulsion Laboratory NASA menjelaskan: “Suasana Titan kebanyakannya jelas pada panjang gelombang inframerah. Itulah sebabnya kapal angkasa Cassini menggunakan kamera inframerah untuk memotret Titan. " Sinar matahari inframerah akan mengalami sedikit masalah untuk menembus udara yang keruh dan membuat pelangi. Cara terbaik untuk melihatnya: kacamata “night vision” inframerah.
Semua perbincangan mengenai hujan dan pelangi dan lumpur ini menjadikan metana cair terdengar seperti air biasa. Ianya bukan. Pertimbangkan perkara berikut:
Ketumpatan metana cair hanya sekitar separuh ketumpatan air. Ini adalah sesuatu, katakanlah, pembangun kapal di Titan perlu mengambil kira. Bot melayang apabila kurang tumpat daripada cecair di bawahnya. Perahu Titan perlu ringan untuk mengapung di laut metana cair. (Ini tidak gila seperti yang terdengar. Penjelajah masa depan ingin mengunjungi Titan dan kapal boleh menjadi cara yang baik untuk berkeliling.)
Metana cair juga mempunyai kelikatan rendah (atau "gooiness") dan tegangan permukaan yang rendah. Lihat jadual di bawah. Ketegangan permukaan inilah yang memberikan air pada kulitnya yang getah dan, di Bumi, membiarkan bug air meluncur melintasi kolam. Serangga air di Titan akan segera tenggelam ke dalam kolam metana yang tipis. Di sisi terang, graviti rendah Titan, hanya graviti Bumi yang ketujuh, memungkinkan makhluk itu naik kembali.
Kembali ke kapal: Baling-baling yang membalikkan metana perlu lebih luas untuk "mengambil" cukup cecair nipis untuk penggerak. Mereka juga mesti dibuat dari bahan khas yang tahan terhadap keretakan pada suhu kriogenik.
Dan awas gelombang itu! Saintis Eropah John Zarnecki dan Nadeem Ghafoor telah mengira seperti apa gelombang metana di Titan: tujuh kali lebih tinggi daripada gelombang Bumi biasa (terutamanya kerana graviti Titan rendah) dan tiga kali lebih perlahan, "memberikan pelayaran liar," kata Ghafoor.
Akhir sekali, metana cair mudah terbakar. Titan tidak terbakar kerana atmosfera mengandungi sedikit oksigen - bahan utama untuk pembakaran. Sekiranya seorang penjelajah mengunjungi Titan suatu hari, mereka harus berhati-hati dengan tangki oksigen mereka dan menahan keinginan untuk memadamkan api dengan "air."
Pelangi inframerah, ombak yang menjulang tinggi, laut memanggil pelaut. Huygens tidak melihat perkara-perkara ini sebelum jatuh di lumpur. Adakah mereka benar-benar wujud?
"... tidak ada alasan mengapa Planet lain harus tanpa mereka."
Sumber Asal: [dilindungi e-mel]
