อธิบายทะเลสาบและพายุบนไททัน
นักวิทยาศาสตร์สร้างทฤษฎีเพื่ออธิบายความแตกต่างของจำนวนทะเลสาบในแต่ละซีกโลกของไททัน รวมถึงรายละเอียดอื่นๆ บนพื้นผิวดวงจันทร์ดาวเสาร์ดวงนี้ด้วย
ไททันดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์เป็นพิภพนอกโลกที่แปลกประหลาดซึ่งปกคลุมไปด้วยชั้นบรรยากาศหนาที่อุดมไปด้วยมีเธน ด้วยอุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยหนาวเย็นที่ -185 องศาเซลเซียส และเส้นผ่าศูนย์กลางที่น้อยกว่าครึ่งของโลกไปเล็กน้อย ไททันมีเมฆและหมอกมีเธนเช่นเดียวกับพายุและทะเลสาบมีเธนเหลวอีกหลายแห่ง มันเป็นสถานที่เดียวในระบบสุริยะนอกเหนือจากโลก ที่มีของเหลวจำนวนมากบนพื้นผิว
อย่างไรก็ตาม กำเนิดของรายละเอียดเหล่านี้หลายอย่างยังคงเป็นปริศนา ขณะนี้นักวิจัยที่แคลเทคได้พัฒนาแบบจำลองคอมพิวเตอร์ชั้นบรรยากาศไททันและวัฏจักรมีเธนเพื่ออธิบายปรากฏการณ์ประหลาดหลายๆ อย่างในวิธีที่ค่อนข้างเรียบง่ายและกลมกลืนได้เป็นครั้งแรก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แบบจำลองใหม่นี้อธิบายการสำรวจสามลักษณะที่พบบนไททัน ซึ่งประการหนึ่งถูกพบในปี 2009 เมื่อนักวิจัยพบว่าทะเลสาบมีเธนของไททันดูเหมือนจะเกาะกลุ่มกันรอบๆ ขั้วดวงจันทร์ และบอกว่าจะมีทะเลสาบในซีกโลกเหนือมากกว่าที่ซีกโลกใต้ของไททัน
ประการที่สอง พื้นที่ที่ละติจูดต่ำใกล้ศูนย์สูตรของไททันซึ่งทราบกันดีว่าแห้งแล้ง ขาดแคลนทะเลสาบและไม่มีฝนนั้น แต่เมื่อยานไฮเกนส์ร่อนลงบนไททันในปี 2005 มันก็เห็นคูคลองที่เซาะสลักจากการไหลของของเหลว ซึ่งบางทีอาจเป็นฝนที่หลั่งไหล และในปี 2009 นักวิจัยแคลเทคค้นพบพายุที่เกรี้ยวกราดซึ่งอาจจะนำฝนมาสู่พื้นที่ที่น่าจะแห้งแล้งส่วนนี้ และประการสุดท้าย นักวิทยาศาสตร์ได้พบว่าเมฆที่สำรวจในช่วงทศวรรษก่อนในช่วงฤดูร้อนในซีกโลกใต้ของไททัน ดูจะกระจุกตัวอยู่รอบๆ ละติจูดกลางและสูง
นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอแนวความคิดต่างๆ นานาเพื่ออธิบายรายละเอียดเหล่านี้ แต่แบบจำลองก็ไม่อาจอธิบายทั้งหมดได้ หรืออาจต้องการกระบวนการพิเศษพิสดารอย่างเช่น ภูเขาไฟน้ำแข็ง(cryogenic volcano) ซึ่งพ่นไอมีเธนออกมาเพื่อก่อตัวเป็นเมฆ นักวิจัยแคลเทคบอกว่าแบบจำลองใหม่ของพวกเขาสามารถอธิบายรายละเอียดจากการสำรวจเหล่านี้ได้ทั้งหมดและทำโดยใช้ทฤษฎีการไหลเวียนบรรยากาศที่ตรงไปตรงมาและพื้นฐาน
Tapio Schneider จากแคลเทค กล่าวว่า เรามีคำอธิบายอันเป็นอัตลักษณ์สำหรับรายละเอียดจากการสำรวจหลายๆ อย่าง มันไม่ได้ต้องการภูเขาไฟน้ำแข็งหรืออะไรที่พิสดาร เขาบอกว่าแบบจำลองของทีมนั้นสามารถสร้างการกระจายตัวของเมฆซึ่งสำรวจพบจริง ซึ่งไม่สามารถอธิบายได้โดยแบบจำลองก่อนหน้านี้ แบบจำลองยังสร้างการกระจายตัวของทะเลสาบที่ถูกต้อง มีเธนดูเหมือนจะถูกเก็บไว้ในทะเลสาบรอบๆ ขั้วเนื่องจากแสงอาทิตย์ที่นั้นอ่อนแสงกว่าโดยเฉลี่ย โดยปกติพลังงานจากดวงอาทิตย์จะระเหยมีเธนเหลวบนพื้นผิว แต่เมื่อมีแสงน้อยกว่าที่ขั้ว ก็ง่ายขึ้นที่มีเธนเหลวที่นั้นจะสะสมกลายเป็นทะเลสาบได้
แต่เพราะเหตุใดจึงมีทะเลสาบในซีกโลกเหนือไททันมากกว่า Schneider ชี้ว่าวงโคจรรีเล็กน้อยของดาวเสาร์หมายความว่าไททันจะอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่า เมื่อเป็นฤดูร้อนในซีกโลกเหนือ กฎข้อสองของเคปเลอร์บอกว่าดาวเคราะห์จะโคจรช้ากว่าเมื่อมันอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากขึ้น ซึ่งหมายความว่าในช่วงฤดูร้อนทางเหนือ ไททันจะใช้เวลาที่ปลายสุดของวงโคจรรีมากกว่า ด้วยเหตุนี้ ฤดูร้อนทางเหนือจึงยาวนานกว่าฤดูร้อนทางใต้ และเมื่อฤดูร้อนเป็นฤดูฝนในพื้นที่ขั้วของไททัน ฤดูฝนทางเหนือก็จะยาวนานกว่า แม้ว่าฝนฤดูร้อนในซีกโลกใต้จะชุกชุมมากกว่าเมื่อได้รับอิทธิพลจากแสงอาทิตย์ที่รุนแรงมากกว่าเนื่องจากในช่วงฤดูร้อนทางใต้ ไททันจะอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่า จะมีฝนในช่วงปีทางเหนือมากกว่า เติมเต็มทะเลสาบได้มากกว่า
อย่างไรก็ตาม โดยรวม ภูมิอากาศของไททันนั้นเรียบง่ายและพื้นที่ใกล้ศูนย์สูตรก็น่าเบื่อมากเป็นพิเศษ อาจไม่มีฝนนานหลายปี ทำให้ละติจูดต่ำลงไปของไททันแห้งผาด แต่ก็น่าประหลาดใจเมื่อยานไฮเกนส์เห็นหลักฐานร่องน้ำฝนที่ไหลบนพื้นที่ ซึ่งจะน่าประหลาดใจมากขึ้นเมื่อในปี 2009 เมื่อ Schaller, Brown, Schneider และ Henry Roe ได้พบพายุในพื้นที่เดียวกันนี้ที่ไม่มีฝน
ไม่มีใครเข้าใจว่าพายุนั้นเกิดขึ้นได้อย่างไรอย่างแท้จริง และแบบจำลองก่อนหน้านี้ก็ไม่สามารถสร้างอะไรได้มากกว่าฝนปรอย แต่แบบจำลองใหม่สามารถสร้างพายุคลั่งในช่วงวสันตวิษุวัติ(vernal equinox) และศารทวิษุวัติ(autumnal equinox) ซึ่งจะให้ของเหลวที่มากพอที่จะเซาะสลักคูคลองลักษณะที่ไฮเกนส์พบ ด้วยแบบจำลองนี้ ขณะนี้นักวิจัยสามารถอธิบายพายุนี้ได้ มันจะไม่ค่อยตกที่ละติจูดต่ำ Schneider กล่าว แต่เมื่อมันฝน มันเททะลัก
แบบจำลองใหม่แตกต่างจากแบบจำลองเดิมที่มันเป็นสามมิติและจำลองชั้นบรรยากาศไททันเป็นเวลา 135 ปีไททันหรือเทียบเท่ากับ 3000 ปีของโลก ดังนั้นมันจึงอยู่ในสภาพคงที่ แบบจำลองยังรวมชั้นบรรยากาศเข้ากับแหล่งมีเธนบนพื้นผิว จำลองว่ามีเธนเคลื่อนย้ายไปทั่วดวงจันทร์ได้อย่างไร
แบบจำลองยังสร้างสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เห็นบนไททันได้อย่างประสบความสำเร็จ แต่บางทีสิ่งที่น่าตื่นเต้นมากที่สุดก็คือ มันยังสามารถทำนายสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์จะได้เห็นในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า Schneider กล่าว ยกตัวอย่างเช่น บนแบบจำลอง นักวิจัยทำนายว่าฤดูกาลที่เปลี่ยนแปลงจะเป็นสาเหตุให้จำนวนทะเลสาบทางตอนเหนือเพิ่มขึ้นไปอีก 15 ปีข้างหน้า พวกเขายังทำนายว่าเมฆจะก่อตัวขึ้นรอบขั้วเหนือในอีกสองปีข้างหน้า การทำนายที่ทดสอบได้เป็นโอกาสอันหาได้ยากและงดงามในทางวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ เขากล่าว ในอีกไม่กี่ปี เราจะทราบว่ามันถูกหรือผิดอย่างไร นี่ยังเพิ่งเริ่มต้น เขากล่าวเพิ่ม ขณะนี้เรามีเครื่องมือที่จะทำงานวิทยาศาสตร์ใหม่ๆ ด้วยได้ และก็มีหลายอย่างที่เราสามารถทำและจะทำได้
rook :รายงาน
แหล่งที่มา:astronomy.com : new computer model explains lakes and storms on Titan
เข้าชม : 1537
|
