科学家认为,他们可能已经解开了一个关于高耸沙丘的长期谜团。泰坦-最大的月亮 - 答案非常提醒我们月球上的地形有多么不同外星世界可。
的沙丘矗立长达 100 米(近 300 英尺)高,但泰坦上的盛行风从东向西吹过的表面,沙丘的形状就像从西边吹来。 现在,研究人员认为他们知道原因了:沙丘可能是由带电的沙粒组成的,这些沙粒像某种坚韧的外星培乐多一样聚集在一起。
“如果你抓起成堆的谷物并在土卫六上建造一座沙堡,由于它们的静电特性,它可能会呆在一起数周。”地球物理学家约瑟夫·杜菲克说来自佐治亚理工学院。
“任何降落在土卫六颗粒物质区域的航天器都将很难保持清洁。想象一下把一只猫放在装满花生的盒子里。”
多年来,科学家们一直试图解释土卫六的沙丘是如何向风倾斜的,大多数研究人员都专注于流氓外星风雕刻地层,可能归因于猛烈的甲烷风暴在月球大气层中肆虐。
杜菲克和他的团队采取了不同的方法,假设沙丘悖论的主要原因可能不是风活动,而是沙子本身的化学成分,以及风吹时沙子的行为。
与地球上的沙子不同,沙子主要由二氧化硅(二氧化硅),土卫六上的沙粒被认为是涂有碳氢化合物的固体水冰颗粒从大气层中坠落的。
为了了解这样的富含碳氢化合物的颗粒在土卫六上的条件下如何流动,研究小组对萘和联苯颗粒进行了实验——科学家认为这两种化合物存在于月球上。
他们将它们放入充满氮气的加压旋转圆筒中,旨在模拟月球大气层及其风流产生的摩擦力。
他们测量了每种颗粒的电特性,看看翻滚过程中是否产生了足够的能量静电通过摩擦使颗粒结块——假设这可以帮助它们抵抗土卫六表面的温和风。
“所有颗粒都带电良好,大约 2% 到 5% 的颗粒没有从玻璃杯中出来。它们粘在内部并粘在一起,”团队成员之一乔什·门德斯·哈珀 (Josh Méndez Harper) 说道。
“当我们在类似地球的条件下用沙子和火山灰进行相同的实验时,所有的东西都出来了。没有任何东西粘住。”
结果表明,虽然地球上的沙子可能无法吸收足够的电荷而变得不屈服,但土卫六本身的砂粒却不能这样说。
通过定期的风运动过程,这些沙子可以产生足够的摩擦电荷,从而变得粘稠,而且可能会持续很长一段时间。
“这些非硅酸盐颗粒材料在低重力条件下可以一次保持静电荷数天、数周或数月,”其中一位研究人员乔治·麦克唐纳说。
如果研究人员的假设是正确的,这并不意味着风不能塑造月球坚硬的沙丘——只是需要强大的空气运动才能将沙子吹向同一方向。
“这些静电力增加了摩擦阈值,”门德斯·哈珀说。
“这使得颗粒变得如此粘稠和有凝聚力,只有强风才能移动它们。盛行的风不足以塑造沙丘。”
科学家们可能需要一段时间才能有机会调查团队在土卫六表面的发现 - 在科学家有另一个机会之前我们可能不会有机会近距离观察泰坦- 但这样的研究只能帮助其他研究人员为这样的航行做好准备。
因为有一件事是确定的:这个月亮可能看起来像地球在很多方面,但它实际上是在一个完全不同的层面上。
“泰坦的极端物理环境要求科学家以不同的方式思考我们对地球颗粒动力学的了解,”杜菲克说。
“地貌受到我们不直观的力量的影响,因为这些力量在地球上并不那么重要。土卫六是一个奇怪的静电粘性世界。”
研究结果报告于自然地球科学。