ارائه یک مدل جدید رایانه ای برای پدیده های جوی بزرگترین قمر زحل

به گزارش خبرگزاری مهر، تیتان، بزرگترین قمر زحل، دنیای بیگانه ای پوشیده از یک لایه اتمسفری غنی از متان است.

با دمای سطحی متوسط 183- درجه سانتیگراد و قطری کمتر از نصف قطر زمین، تیتان توده هایی از مه و ابر متان در اتسمفر و توفانهای بارانی فراوانی دارد که دریاچه های عظیمی از متان مایع را می سازند.

درحقیقت، به غیر از زمین، تیتان تنها نقطه ای از منظومه خورشیدی است که در سطح خود مناطق وسیعی از مایع دارد. منشای توده های ابر و مه متانی که این بارانها و دریاچه ها را می سازند تاکنون برای دانشمندان به صورت یک معما باقی مانده بود.

اکنون گروهی از سیاره شناسان موسسه تکنولوژی کالیفرنیا مدلی رایانه ای را از اتمسفر تیتان و چرخه متان در این قمر زحل توسعه داده اند که برای اولین بار بسیاری از این پدیده ها را به روشی نسبتاً ساده توضیح می دهد.

این محققان در سال 2009 کشف کردند که دریاچه های متان در اطراف قطبها گروههایی را تشکیل می دهند و همچنین دریافتند که در نیمکره شمالی نسبت به نیمکره جنوبی دریاچه های بیشتری وجود دارد.

این درحالی است که نواحی و فضاهای عرضهای جغرافیایی پایین نزدیک به استوا خشک و بدون دریاچه هستند. اما زمانی که کاوشگر Huygens  که در سال 2005 به سطح تیتان فرود آمد کانالهایی را رصد کرد که در اثر جریان یک مایع ایجاد شده بودند.

دریاچه های تیتان در قطب شمال

در سال 2009، دانشمندان موسسه تکنولوژی کالیفرنیا نشان دادند که یک سری از توفانها می توانند باران را به این نواحی ظاهراً خشک گسیل کنند.

در پایان، این پژوهشگران مشاهده کردند که ابرهای رصد شده در دوره ده ساله تابستان تیتان در نیمکره جنوبی در اطراف عرضهای جغرافیایی بالا و متوسط اندوخته شده اند. به این ترتیب، این محققان ایده های مختلفی را در توضیح این ویژگیها پیشنهاد دادند اما مدلهای آنها نمی توانست در خصوص تمام این رصدها توضیح دهد.

اکنون مدل رایانه جدیدی را ارائه کردند که با استفاده از اصول نسبتاً ساده مربوط به چرخشهای اتمسفری می تواند در خصوص هر سه پدیده بالا توضیحات قابل قبولی را در اختیار جامعه علمی قرار دهد.

در تصاویر مادون قرمزی که کاوشگر کاسینی از بالای تیتان گرفته، تغییرات فصول مشاهده شدند و نشان دادند که توده های ابر و مه متان در نزدیک استوای بزرگترین قمر زحل متمرکز شده اند.

شبیه سازیهای این تیم موفق شد توزیع و نوع گستردگی این توده ها بازسازی کند. این مدل جدید همچنین توزیع مناسب این دریاچه ها را نشان داد. برپایه این مدل رایانه ای، متان به این دلیل در دریاچه های اطراف قطبها جمع می شود چون نور خورشید در این مناطق به طور متوسط ضعیف تر است.

براساس گزارش مدیا ایناف، انرژی خورشید به طور طبیعی متان مایع روی سطح را بخار می کند اما از آنجا که نور خورشید در قطبها کمتر است بنابراین در این مناطق متان می تواند به صورت مایع باقی بماند.

این مدل همچنین در خصوص اینکه چرا دریاچه ها در نیمکره شمالی این قمر بیشتر از نیمکره جنوبی آن هستند نشان می دهد که این مسئله با مدار زحل قابل توضیح است.

توده های مه و ابر در اتمسفر تیتان مشاهده می شوند

درحقیقت، زمانی که نیمکره شمالی تیتان در تابستان قرار دارد از خورشید دورتر است، به همین علت، تابستان شمالی این قمر طولانی تر تابستان جنوبی آن می شود. از سویی دیگر، مناطق نزدیک به استوا بسیار کسل کننده هستند و می توانند سالهای متمادی را بدون قطره ای از باران سپری کنند.

این محققان در این خصوص توضیح دادند: "در عرضهای جغرافیایی پایین باران بسیار به ندرت می بارد اما زمانی که می بارد پربار هستند بنابراین، کانالهایی از عبور یک مایع در گذشته در این مناطق خشک دیده می شود."

این مدل جدید با شبیه سازی سه بعدی 135 سال اخیر اتمسفر تیتان، برابر با 3 هزار سال زمینی، توانست با موفقیت، تمام پدیده هایی را که دانشمندان تاکنون در این قمر مشاهده کرده بودند توضیح دهد.