Ο Κρόνος και ο δορυφόρος του, ο Τιτάνας, φαίνεται πως θα μπορούσαν να αποτελέσουν τον ιδανικό εξωγήινο προορισμό για όσους αναζητούν τα πιο εντυπωσιακά κύματα στο ηλιακό μας σύστημα. Σύμφωνα με νέα μελέτη, ένας απαλός άνεμος που στη Γη θα δημιουργούσε απλώς ένα ρυτιδωμένο κύμα, στον Τιτάνα θα μπορούσε να προκαλέσει κύματα ύψους έως και τριών μέτρων.
Ερευνητές ανέπτυξαν ένα νέο μοντέλο με την ονομασία PlanetWaves, το οποίο περιγράφει με ακρίβεια τον τρόπο σχηματισμού κυμάτων σε υγρά σώματα άλλων κόσμων. Μέχρι σήμερα, οι σχετικές προσεγγίσεις εστίαζαν αποκλειστικά στη βαρύτητα. Το PlanetWaves, ωστόσο, λαμβάνει υπόψη και την ατμοσφαιρική πίεση καθώς και τη φύση του ίδιου του υγρού – την πυκνότητα, το ιξώδες και την επιφανειακή του τάση.
Το μοντέλο PlanetWaves και η εφαρμογή του
Η ομάδα της Ούνα Σνεκ, υποψήφιας διδάκτορος στο Massachusetts Institute of Technology (MIT), βαθμονόμησε το μοντέλο χρησιμοποιώντας δεδομένα είκοσι ετών από σημαδούρες στη λίμνη Σουπίριορ, τη μεγαλύτερη λίμνη γλυκού νερού της Γης. Τα αποτελέσματα ταίριαξαν απόλυτα με τις πραγματικές μετρήσεις, ενισχύοντας την εμπιστοσύνη των επιστημόνων για την εφαρμογή του μοντέλου σε άλλους πλανήτες.
Σύμφωνα με τον Άντριου Άστον του MIT και του Woods Hole Oceanographic Institution, «στη Γη έχουμε συνηθίσει σε συγκεκριμένες δυναμικές των κυμάτων. Με αυτό το μοντέλο μπορούμε να δούμε πώς συμπεριφέρονται τα κύματα σε πλανήτες με διαφορετικά υγρά, ατμόσφαιρες και βαρύτητα».
Ο Τιτάνας στο επίκεντρο
Κύριο αντικείμενο της έρευνας αποτέλεσε ο Τιτάνας, ο μεγαλύτερος δορυφόρος του Κρόνου, καθώς είναι ο μόνος γνωστός κόσμος πέρα από τη Γη με σταθερά υγρά στην επιφάνειά του. Οι θάλασσες και οι λίμνες του, χαρτογραφημένες από την αποστολή Cassini–Huygens, αποτελούνται όχι από νερό αλλά από υδρογονάνθρακες όπως το μεθάνιο και το αιθάνιο. Αυτά παραμένουν σε υγρή μορφή λόγω των εξαιρετικά χαμηλών θερμοκρασιών των –179°C.
«Για τον Τιτάνα, το συναρπαστικό είναι ότι δεν έχουμε άμεσες παρατηρήσεις για το πώς μοιάζουν αυτές οι λίμνες», ανέφερε ο Τέιλορ Πέρρον του MIT. «Τώρα, αυτό το μοντέλο μας δίνει μια ιδέα». Οι υπολογισμοί δείχνουν ότι ένας ελαφρύς άνεμος μπορεί να σηκώσει κύματα ύψους έως τριών μέτρων, εξαιτίας της χαμηλής βαρύτητας του Τιτάνα – μόλις 14% της γήινης – και της ελαφρύτερης φύσης των υγρών του.
Επιπτώσεις και επόμενα βήματα
Η Σνεκ περιέγραψε το φαινόμενο λέγοντας: «Θα έμοιαζε με τεράστια κύματα που κινούνται σε αργή κίνηση. Αν στεκόσουν στην ακτή, θα ένιωθες έναν απαλό άνεμο αλλά θα έβλεπες τεράστια κύματα να πλησιάζουν, κάτι που δεν θα περίμενες στη Γη».
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι τα κύματα αυτά ενδέχεται να εξηγούν γιατί οι ακτές του Τιτάνα δεν παρουσιάζουν δέλτα, παρά την ύπαρξη ποταμών. Η κατανόηση του μεγέθους των κυμάτων θεωρείται κρίσιμη και για μελλοντικές αποστολές, καθώς οποιοδήποτε όχημα που θα επιπλέει στις λίμνες του Τιτάνα θα πρέπει να αντέχει την ενέργεια αυτών των κυμάτων.
Από τον Άρη έως τους εξωπλανήτες
Η ομάδα εφάρμοσε το μοντέλο και σε άλλους κόσμους. Για τον Άρη, όπου κάποτε υπήρχε νερό, διαπιστώθηκε ότι όσο η ατμόσφαιρα του πλανήτη λεπτύνει, τόσο ισχυρότεροι άνεμοι απαιτούνται για τη δημιουργία κυμάτων.
Σε εξωπλανήτες όπως ο LHS 1140b, που φαίνεται να περιέχει μεγάλες ποσότητες νερού, η μεγαλύτερη βαρύτητα θα περιόριζε το ύψος των κυμάτων. Αντίθετα, στον καυτό Kepler-1649b, όπου πιθανόν υπάρχουν λίμνες θειικού οξέος, θα χρειάζονταν πολύ ισχυροί άνεμοι για να δημιουργηθούν κυματισμοί.
Ακόμη πιο ακραία είναι η περίπτωση του 55 Cancri e, ενός εξωπλανήτη που ενδέχεται να καλύπτεται από ωκεανούς λάβας. Εκεί, η υψηλή πυκνότητα του υγρού και η ισχυρή βαρύτητα θα απαιτούσαν ανέμους ταχύτητας περίπου 130 χιλιομέτρων την ώρα για να δημιουργηθεί έστω και ένα μικρό ρυτίδωμα.
Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύθηκαν στις 3 Απριλίου στο περιοδικό Journal of Geophysical Research: Planets.
