Tytan, księżyc Saturna, jest osobliwym miejscem. W przeciwieństwie do innych księżyców ma bardzo gęstą atmosferę. Na jego powierzchni znajdują się rzeki i jeziora składające się częściowo z gazów naturalnych takich jak metan i etan. Pomimo danych, z których wynika że występuje tam tylko lekka bryza, znajdują się tam również smagane wiatrem wydmy wysokie na setki metrów, o ponad kilometrowej szerokości, długie na setki kilometrów.
Artykuł napisała Jagienka Naglik.
Badania prowadzone przez Devon Burr z Wydziału Nauk Ziemskich i Planetarnych Uniwersytetu w Tennessee ukazują, że wiatr na Tytanie musi wiać szybciej niż początkowo przypuszczano, aby mógł powodować ruchy piasków. To odkrycie może pomóc w wyjaśnieniu sposobu formowania wydm.
Dekadę temu Burr i innych naukowców zaskoczyły zdjęcia Tytana wykonane przez sondę Cassini, na których dostrzec dało się niezidentyfikowane wcześniej wydmy składające się z cząsteczek drobnych jak ziarenka piasku, z których istnienia nie zdawano sobie poprzednio sprawy.
Jednak największą tajemnicą pozostaje kształt wydm. Jak wynika z danych uzyskanych przez sondę Cassini, dominujące wiatry kształtujące wydmy wiały ze wschodu na zachód, podczas gdy opływowa postać wydm wokół barier takich jak góry i kratery wskazuje, że zostały stworzone przez wiatry wiejące w dokładnie przeciwnym kierunku.
W celu rozwikłania tej zagadki Burr poświęciła sześć lat na remont nieczynnego wysokociśnieniowego tunelu aerodynamicznego NASA by odtworzyć warunki panujące na powierzchni Tytana. Razem ze swoim zespołem badawczym obserwowali zachowanie piasku podczas stymulacji wiatru w gęstej atmosferze jak na Tytanie. Mając na uwadze niepewność co do dokładnych właściwości piasku na księżycu użyli w tunelu jego 23 różnych odmian.
Osad wewnątrz tunelu aerodynamicznego
Po 2 latach dogłębnych badań zespół odkrył, że aby takie ruchy piasku były możliwe, potrzeba wiatru o znacznie większej prędkości. Wiatr na Tytanie może wiać o około 50 procent szybciej niż dotychczas sądzono. To odkrycie pomaga wyjaśnić ukształtowanie wydm.
Devon Burr wyjaśnia, że dominujące wiatry słabe wiejące ze wschodu na zachód nie są wystarczająco silne by ruszyć piasek. Jednakże bardzo rzadko zdarzyć może się tak, że wiatr na chwilę zmieni kierunek i się wzmocni. Jak wynika z badań, na Tytanie takie zjawisko ma miejsce dwa razy w roku Saturna (około 30 lat ziemskich). Dzieje się to wtedy, kiedy Słońce przechodzi przez równik powodując przemieszczenia atmosfery, a w efekcie również wiatrów . To właśnie wtedy najprawdopodobniej kształtują się wydmy. Zjawisko to zachodzi tak rzadko, że mogło zostać niezarejestrowane przez Cassini.
Badania te były wspierane finansowo przez Program NASA ds. Planetarnej Geologii i Geofizyki oraz Program Badań Planet Zewnętrznych. Nowe dotacje pozwolą Burr i jej partnerom na dokładne przebadanie wiatru w różnych klimatach na Tytanie oraz wpływu sił elektrostatycznych na ruchy piasków.
W skład zespołu Burr weszli: Josh Emery z tego samego wydziału Uniwersytetu w Tennessee, jak również współpracownicy z Laboratorium Fizyki Stosowanej Uniwersytetu Johna Hopkinsa, Instytutu SETI, Uniwersytetu Stanowego Arizony oraz Uniwersytetu Kalifornii w Davis.
