2020.05.03.

Porforgatagok járhatják a Titán felszínét is

 

A marsi porforgatagokról a marsjárók videói alapján számos kézzel fogható bizonyítékunk van, azonban egy új kutatásban a Titán felszínére is hasonló időjárási jelenséget feltételez egy amerikai kutatócsoport. A Titánon sajnos nincs a felszínen guruló eszközünk, és a róla szerzett adatokat legnagyobb részben a Cassini és a Huygens szondáknak köszönhetjük. Az adatfeldolgozásokból már kiderült, hogy a Titán felszínét borító fagyott szénhidrogén-alapú por a hold egyenlítői vidékén dűnéket is alkot, és a Cassini jelentősebb, de regionális „porvihart” is észlelt ezen, a Titán mintegy 30%-át elérő vidéken. A Titán pora jóval inkább emlékeztet műanyagra, mint a marsi vagy a földi por csikorgó homokszerű voltára. A dűnék jelenléte azonban egyértelművé tette, hogy mind a por, mind a szél jelen van a hold felszínén.

 

Bár a nagy porviharok látványosak lehetnek, a kisebb, helyi porforgatagok (közismert nevükön porördögök) a számítások szerint több port képesek a légkörbe emelni hosszú távon, legalábbis a Földön és a Marson.

A Titán felszíni szelei meglehetősen gyengék, és ha csak nincs épp jelen egy nagy viharrendszer, akkor szinte semmi szél nem fújhat. Egy ilyen időjárási helyzetben a porforgatag lehet az egyetlen olyan eszköz, amely képes a port a levegőbe emelni – persze, csak akkor, ha léteznek. Nem sok lehetőség volt eddig arra, hogy megfigyelhessünk a Titán időjárásából bármi hasonlót, így a rendelkezésre álló adatokból következtetéseket levonva tudjuk csak elképzelni a felszínen uralkodó helyzetet. A kutatócsoport is ezt az utat követte: a Huygens ereszkedése alatt gyűjtött meteorológiai adatokból kiindulva készített időjárási modellt, amely a hold felszínén lehetővé tette a porforgatagok kialakulását.

A porforgatagok a felmelegedő száraz felszínen alakulnak ki, a létrejöttüket a melegedés miatt spirálozva felszálló légáramlat teszi lehetővé, ezt a folyamatos az erős szél gátolja, a gyengébb szellő viszont segítheti. A kutatók épp ezért a szélerősséget is beszámították a készített modellbe. Bár a porforgatagokat igen régóta ismerjük, azt a mechanizmust, ahogyan magát a port megemeli, már jóval kevésbé. Hogyan lehet utánajárni annak, hogy miként működik a porforgatag? A kutatók Oregonban, az Alvord-sivatagban meteorológiai méréseket végeztek, a területen szép számban megszülető porforgatagokat műszeres drónokkal kergették (az ezekről született videóik). A méréseik eredményével egészítették ki azokat az egyenleteket, amelyekkel a Titán különféle körülmények, évszakok felszíni viszonyait számolták ki a Huygens mérési adataira alapozva. Ezek az adatok a megszületésük óta számtalan értelmezést nyertek már. Többek közt kiszámították belőlük azt, hogy az egyenlítői régióban, ahol a dűnék is vannak, a talaj hosszú időszakokon át kellően száraz ahhoz, hogy a jelen lévő por a levegőbe emelkedhessen. Időszakosan ugyan vannak esők, de a hold teljes felszínére nézve egy adott helyszínen csak 10 földi évente egyszer fordul elő. Ez pedig lehetővé teszi az egyenlítői régiókban a megfelelően száraz környezetet, amelyet megerősít az észlelt porviharok jelenléte, valamint a mozgó porból kialakult dűnék sokasága. Ezekből a kutatók arra következtettek, hogy e területeken elegendőek lehetnek a feltételek a porforgatagok kialakulásához. Vannak azonban gátló tényezők is, mint a már említett szél – kis sebességű szélre valószínűleg szükség van a porforgatagok megszületéséhez, a számítások szerint 1 m/s sebességűnek illene lennie ehhez a szélnek. A Titán felszínén viszont egyes modellek alapján ennél kisebb, 0,5 m/s értéket sem elérő szelek fújhatnak csupán. Szintén gátló tényező lehet, ha a Titán felszínén heverő porszemcsék sztatikusan töltötté válva összetapadnak, mivel ilyenkor túl nagy szemcsékké áll össze a por, amelyeket már nem képes megemelni egy porforgatag sem.

Ha viszont ki tudnak alakulni a porforgatagok, akkor a Titán gravitációját figyelembe véve, a Marshoz hasonló mértékben hozzájárulhatnak a légkörben lévő por mennyiségéhez.

A Titán felszínére küldendő leszállóegység egy „Szitakötő” (Dragonfly) nevű helikopter jellegű eszközt is visz majd magával, s ez a szerkezet majd találkozhat is a porforgatagokkal, a küldetés 2026-ban indulhat, és 2034-ben érkezhet majd meg a Titánra. A Dragonfly 500m és 10km magasságú repüléseket hajt majd végre a tervek szerint a Titán felszínén, s az alacsonyabb esetekben bőven lehet lehetősége a porforgatagokkal is találkozni az egyenlítői dűnevidéken. Szintén átélhet ilyen helyzeteket a felszínen is, és mindkét esetben folytathat majd méréseket. A számítások szerint a Dragonfly akár napi 20 porforgataggal is találkozhat a felszínen állva (egy nap a Titánon 16 földi nap hossza), és a helyi de. 11 és du. 15 közti időszak lehet az, amikor kedveznek a körülmények e jelenségnek.

Mivel a kutatók úgy vélik, a Titán porkörforgásában főszereplők a porforgatagok, ezért különösen nagy várakozással tekintenek a küldetés elé. A Dragonfly-t ugyanolyan RTG látja majd el energiával, mint a Curiosity marsjárót, ennek köszönhetően lesz elegendő energiája a feszín feletti repkedéshez és a megfelelő mérésekhez is.(A cikk harmadik ábráján egy nagy magasságba nyúló marsi porforgatag van, az MRO felvételén.)

A kutatásról még márciusban számolt be a JGR Planets, a teljes cikk olvasható.

Landy-Gyebnár Mónika
(További fordítások a szerzőtől facebookon:  Égen – Földön – Föld alatt)

    5/5 (1)

4/5 (1)

Értékelés

About the Author: