Науковці Массачусетського технологічного інституту (MIT) розробили першу комплексну модель, яка прогнозує поведінку хвиль в умовах інших планет — з іншою гравітацією, атмосферним тиском і складом рідини. Результати опубліковані в журналі Journal of Geophysical Research: Planets.
Модель отримала назву PlanetWaves. На відміну від попередніх спроб, вона враховує не лише гравітацію, а й властивості поверхневої рідини — густину, в’язкість і поверхневий натяг (тобто те, наскільки рідина чинить опір утворенню брижів), а також атмосферний тиск планети.
Перед застосуванням до інших світів команда перевірила модель на реальних даних: двадцятирічних вимірах хвиль на озері Верхньому на Землі. Модель точно відтворила залежність між швидкістю вітру й висотою хвиль.
Титан: гігантські хвилі від легкого бризу
Несподіваний результат стосується Титана — найбільшого супутника Сатурна і єдиного об’єкта у Сонячній системі, де зафіксовано відкриті басейни рідких вуглеводнів. За даними місії NASA Cassini, ці озера, найімовірніше, заповнені метаном та етаном.
Модель показує: завдяки легкій рідині, низькій гравітації та щільності атмосфери навіть слабкий вітер здатний підняти хвилі заввишки близько трьох метрів. «Якби ви стояли на березі такого озера, ви б відчули лише легкий бриз, але бачили б величезні хвилі, що повільно насуваються», — описує аспірантка MIT Уна Шнек, провідна авторка дослідження.
Марс і три екзопланети
Команда також змоделювала хвилі на давньому Марсі, коли кратери, як-от Єзеро, який зараз досліджує марсохід Perseverance, могли бути заповнені водою. Виявилося, що з розрідженням атмосфери для утворення однакових хвиль потрібен дедалі сильніший вітер.
Серед трьох екзопланет найцікавіший контраст: суперземля LHS 1140b з рідкою водою, але сильнішою гравітацією формує менші хвилі, ніж Земля за того самого вітру. Натомість на 55 Cancri e — планеті з океанами розплавленої породи — навіть вітер ураганної сили (близько 130 км/год) породжує хвилі висотою лише кілька сантиметрів через надзвичайно густу й в’язку рідину.
Навіщо це потрібно
Окрім суто наукового інтересу, модель має практичне застосування. Якщо колись до озер Титана відправлять зонд, інженерам необхідно буде врахувати, з якими хвилями він зіткнеться.
Крім того, дослідники сподіваються, що PlanetWaves допоможе пояснити загадку Титана: попри наявність річок і берегів, дельти на цьому супутнику майже не зустрічаються — і хвилі можуть бути саме тим чинником, що їх руйнує.
Джерело: news.mit.edu
