html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

Имитация атмосферы Титана объяснила разницу в данных «Кассини» и «Гюйгенса»


Фотография верхних слоев атмосферы Титана

NASA / JPL / Space Science Institute

Исследователи из Франции и США смоделировали в лаборатории процессы, происходящие в атмосфере Титана, и показали, что отличия между химическими составами аэрозолей, рассчитанными на основании данных аппаратов «Кассини» и «Гюйгенс», можно объяснить разрушением молекул под действием ультрафиолетового излучения Солнца. Статья опубликована в Nature Astronomy.

Единственный в Солнечный системе спутник, обладающий плотной атмосферой — это Титан, самый крупный из спутников Сатурна. Обычно спутники, несмотря на свой внушительный размер, имеют сильно разреженную атмосферу и напоминают скорее Луну, чем Землю, но на поверхности Титана атмосферное давление может в полтора раза превышать давление на поверхности Земли. В основном атмосфера Титана состоит из молекулярного азота (98,4 процента) и метана (1,6 процента), причем концентрация последнего растет с увеличением высоты.

Тем не менее, Титан практически не обладает магнитным полем, а значит, его атмосфера плохо защищена от воздействия солнечного ветра и космических лучей. Кроме того, она также подвержена действию ультрафиолетового излучения (земную атмосферу от ультрафиолета защищает озоновый слой, которого на Титане нет). Из-за этого молекулы атмосферы испытывают фотохимические превращения, в результате которых образуется множество органических соединений (например, циановодород или бензол), включая частицы твердых аэрозолей. Предполагается, что в качестве очагов концентрации таких аэрозолей выступают крупные частицы, ионизированные ультрафиолетовым излучением. Именно из-за аэрозолей атмосфера Титана приобретает коричневатый оттенок.

Наблюдения станции «Кассини», запущенной NASA в 1997 году и вышедшей на орбиту Сатурна в июне 2004 года, позволили в подробностях изучить атмосферу Титана. В частности, спектроскопические наблюдения за излучением атмосферы показали, что аэрозоли действительно образуются на высоте около 1000 километров, а измерения спускаемого аппарата «Гюйгенс», который собирал образцы на высоте менее 130 километров, подтвердили их наличие в нижних слоях. Тем не менее, химические составы атмосферы, рассчитанные по данным обоих аппаратов, отличались. Следовательно, различные аэрозоли по-разному ведут себя с уменьшением высоты.

Схема экспериментальной установки

N. Carrasco et al. / Nature Astronomy


Чтобы объяснить возникающую разницу в химических составах, группа ученых под руководством Натали Карраско (Nathalie Carrasco) из Университета Пьера и Марии Кюри экспериментально смоделировала процессы, происходящие в атмосфере Титана. Для этого исследователи поместили в вакуумную камеру (воздух откачали до давления менее 10−8 атмосфер) твердую пластинку толщиной около 440 нанометров, химический состав которой воспроизводил химический состав аэрозолей в верхних слоях атмосферы спутника, а затем облучали ее ультрафиолетом в течение длительного времени. Интенсивность излучения составляла около 1016 фотонов на сантиметр квадратный в секунду, а длина волны отвечала линии Лайман-альфа (длина волны λ ≈ 121,6 нанометров), которая лучше всего проникает вглубь атмосферы.

Спектр поглощения пластинки, измеренный до облучения ультрафиолетом (черная линия), и его разложение на спектры поглощения различных химически соединений (зеленые линии)

N. Carrasco et al. / Nature Astronomy

Спектр поглощения пластинки, измеренный после облучения ультрафиолетом в течение 24 часов (черная линия), и его разложение на спектры поглощения различных химически соединений (зеленые линии)

N. Carrasco et al. / Nature Astronomy


В результате оказалось, что спектр поглощения пластинки (то есть ее химический состав) изменялся с течением времени, а в целом ее поглощающая способность уменьшалась. При этом ультрафиолет сильнее разрушал одинарные связи между молекулами углерода и углерода, углерода и водорода, но слабее затрагивал двойные связи и связи углерод-азот. В конечном счете, после 24 часов облучения концентрация азота в пластинке повысилась, а ее химический состав начинал сильнее походить на состав аэрозолей, измеренный аппаратом «Гюйгенс» вблизи поверхности Титана. В то же время, синтезированные в верхних слоях атмосферы аэрозольные частицы достигают поверхности спутника только через 260 часов (что отвечает одному дню на Титане или 11 земным дням). Следовательно, заключают авторы, различие между данными «Кассини» и «Гюйгенса» можно списать на разрушение молекул аэрозолей под действием ультрафиолетового излучения.

Изменение спектра поглощения алифатических соединений со временем: черная линия отвечает спектру до облучения, красная — после облучения ультрафиолетом в течение 24 часов. Для сравнения приведены данные спектроскопических измерений аппарата «Кассини», отвечающие высоте около 200 километров (зеленая линия)

N. Carrasco et al. / Nature Astronomy


На прошлой неделе астрономы связали периодическое появление и исчезновение дымки в атмосфере Титана с сезонными изменениями климата планеты. А в ноябре прошлого года ученые объяснили резкое снижение температуры около южного полюса Титана с помощью инфракрасного излучения молекул следовых газов и частиц аэрозолей, входящих в состав дымки, которое приводило к охлаждению атмосферы. Кроме того, результаты детального численного моделирования с учетом подобного излучения позволили выделить три стадии формирования вихря над южным полюсом спутника, которые согласовались с собранными зондом «Кассини» данными.

Дмитрий Трунин

Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с nplus1.ru

2

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • nplus1.ru
          • ученые
          • университет
          • домен nplus1.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции