Saturnus Moon Titanin 'sähköhiekka' tekisi superlinnoja

Titan

Saturnuksen valtava kuu Titan, kuten NASA: n Cassini -avaruusalus näki lokakuussa 2013. (Kuva: NASA)



Sähköistetty hiekka Saturnuksen suurimmalla kuulla, Titanilla, voi tarttua yhteen staattisen tarttumisen vuoksi, mikä voi tarkoittaa sitä, että siellä olevat hiekkalinnat kestävät viikkoja, uusi tutkimus toteaa.



Titan on suurempi kuin Merkurius -planeetta, joten se on suurin Saturnusta kiertävistä yli 60 tunnetusta kuusta. Titan muistuttaa tietyllä tavalla Maata; esimerkiksi, joet, järvet ja valtameret peittää Titanin pinnan, vaikka ne on tehty metaanista ja etaanista veden sijasta.

`` Jos katsot ensi silmäyksellä NASA: n Cassini-avaruusaluksen kuvia, Titan näyttää hyvin maanläheiseltä, dyynit, järvet, valtameret, vuoret ja mahdollisesti tulivuoret, ja sillä on tiheä, typpeä sisältävä ilmapiiri, kuten maapallolla '', tutkimuksen mukaan pääkirjailija Joshua Méndez, rakeinen dynamiikka Georgian teknologiainstituutissa Atlantassa. 'Mutta kun alat katsoa yksityiskohtia, huomaat, että se on vieras ja jännittävä maailma.' [ Upeita valokuvia: Titan, Saturnuksen suurin kuu ]



Titan on peitetty hiekkadyyneillä ja tasangoilla, jotka koostuvat monista orgaanisista molekyyleistä. Méndez arveli, että kuun hiekka voi helposti varautua sähköisesti, joten sen käyttäytyminen poikkeaa merkittävästi maapallon hiekasta.

Méndezin erikoisuus on sähköistetyt hiukkaset. Hän tutkii ilmiöitä, kuten tulivuoren salama , joka saa voimansa sähköisesti varautuneista vulkaanisista tuhkahiukkasista, ja tutkimuksia lääketeollisuuden jauheista, jotka voivat kasautua yhteen tai tarttua putkien seiniin sähkövarauksensa vuoksi, hän sanoi.

Euroopan avaruusjärjestö



Euroopan avaruusjärjestön Huygens -laskuri lähetti tämän kuvan Saturnuksen kuun Titanin pinnalta 14. tammikuuta 2005.(Kuva: ESA/NASA/JPL/Arizonan yliopisto)

'On käynyt ilmi, että Titanin hiekkajyvät eivät ole niin erilaisia ​​kuin lääkehiukkaset', Méndez kertoi guesswhozoo.comille. 'Joten halusin nähdä, miten tällaiset hiukkaset voivat vaikuttaa Titaniin.'

Hiekanjyvät ja muut hiukkaset voivat kerätä sähkövarausta 'triboelektrisen vaikutuksen' kautta, joka on sama vaikutus jokapäiväisen staattisen sähkön takana. Kun kaksi eri materiaalia törmää toistuvasti toisiinsa tai hieroo niitä, toisen materiaalin pinta voi varastaa elektroneja toisen pinnalta kerääntyvän varauksen.



Maapallon vetovoiman vahvuus tyypillisesti ylittää kaikki vaikutukset, joita triboelektrinen energia voi vaikuttaa planeetan dyynien muotoiluun, Méndez sanoi. Titanin pinnan painovoima on kuitenkin yli seitsemän kertaa heikompi kuin Maan, mikä tarkoittaa, että triboelektrisyys voi olla näkyvämpi rooli kuussa, hän sanoi. Lisäksi, vaikka maapallon hiekkajyvät ovat usein silikaattimineraaleja, Titanin orgaaniset hiekkajyvät ovat tyypillisesti pörröisempiä, ja tämä kevyempi luonne voisi helpottaa niiden työntämistä, Méndez sanoi.

Lisäksi Titanin ilmanpaine on suurempi kuin maan päällä, kun taas sen ilma on kuivaa ja kylmää ja sen hiekat on tyypillisesti valmistettu sähköä eristävistä materiaaleista. Kaikkien näiden tekijöiden pitäisi auttaa Titanin hiekkaa pitämään sähkövarausta pidempään kuin maan päällä, tutkijat sanoivat. [ Huygens Probe's Titan Landing Revisited by NASA (Video) ]

Tutkijat selvittivät, kuinka tuulenpuhallettu hiekka voisi käyttäytyä Titanilla kokeilemalla naftaleenista ja bifenyylistä valmistettuja hiukkasia, jotka ovat kaksi lievästi myrkyllistä orgaanista yhdistettä, joita aiemmat tutkimukset ehdottivat Titanin pinnalla. Tutkijat pyörittivät pientä putkea, joka piti nämä hiukkaset 20 minuutin ajan kuivassa, puhtaassa typessä. (Titanin ilmakehä on noin 98 prosenttia typpeä.)

Tulokset osoittivat, että kaikki hiukkaset keräsivät sähkövarausta, ja noin 2–5 prosenttia tarttui juomalasin seiniin. '' Kun teimme saman kokeilun hiekalla ja tulivuoren tuhkalla maapallon kaltaisissa olosuhteissa, kaikki tuli ulos. Mikään ei jumissa, Méndez sanoi lausunnossaan .

Kaiken kaikkiaan, 'jos ottaisit paalut jyviä ja rakentaisit hiekkalinnan Titanille, se pysyisi ehkä yhdessä viikkoja niiden sähköstaattisten ominaisuuksien vuoksi', tutkija Josef Dufek Georgian teknologiainstituutista sanoi. lausunto. Vaikka maapallon hiekkalinnat tarvitsevat tyypillisesti vettä tarttuakseen yhteen, nämä Titanin rakenteet voivat luottaa jonkin verran sähkövaraukseen, jonka siellä oleva hiekka voi säilyttää jopa kuukausia, tutkijat sanoivat.

Tuulen nopeuden vaikutukset hiekkadyyneihin maan päällä ja Saturnukseen

Tuulen nopeuden vaikutukset hiekkadyyneihin maan päällä ja Saturnuksen kuuhun Titan.(Kuva: G.D. McDonald, J.S. Mendez Harper, NASA, JPL-Caltech, SSI)

`` Tuloksemme korostavat, että varovaisuutta tarvitaan, kun sovelletaan malleja Maasta muihin ympäristöihin '', Méndez sanoi. 'Meidän on harkittava olettamuksiamme niin erilaisessa maailmassa kuin Titan.'

Nämä havainnot saattavat auttaa selittämään outoa ilmiötä, tutkijat sanoivat. Titanilla vallitsevat tuulet puhaltavat idästä länteen kuun pinnan poikki, mutta lähes 90 metrin korkeat hiekkadyynit näyttävät muodostuvan vastakkaiseen suuntaan. Titanin hiekkajyvät voivat olla 'niin tahmeita ja yhtenäisiä, että vain kovat tuulet voivat liikuttaa niitä', Méndez sanoi lausunnossaan. '' Vallitsevat tuulet eivät ole tarpeeksi voimakkaita muokkaamaan dyynit. ''

Méndez sanoi, ettei hän usko, että tämä tahmea hiekka aiheuttaisi ylitsepääsemättömiä haasteita Titanin pinnalle lähetetyille tehtäville. 'Kun operaatiot laskeutuivat Marsiin ja kuuhun, heidän täytyi käsitellä myös pölyä, joka tarttui kaikkeen', Méndez sanoi. 'Ehkä minkä tahansa robotin, jonka lähetämme Titanille, on kyettävä puhdistamaan itsensä.'

Tulevaisuudessa tutkijat haluaisivat tehdä laajempaa kokeilua nähdäkseen, voisiko sähkö todella auttaa luomaan suuria rakenteita Titanille, Méndez sanoi.

Tiedemiehet yksityiskohtaisesti heidän havaintojaan verkossa 27. maaliskuuta Nature Geoscience -lehdessä.

Seuraa Charles Q. Choia Twitterissä @cqchoi . Seuraa meitä @Spacedotcom , Facebook ja Google+ . Alunperin julkaistu guesswhozoo.com .