コンピュータモデリングで明らかになったタイタンの嵐と湖

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カッシーニミッションとホイヘンス探査機のおかげで、科学が土星の衛星タイタンを調べたとき、私たちは湿った世界を垣間見ました。化学組成は私たちのものとは異なりますが、タイタンはまだ雲、霧、雨、さらには湖などの同様の特徴を持っています。ただし、これらの機能の起源は、これまで十分に説明されていませんでした。

カリフォルニア工科大学(Caltech)の研究者たちは、カッシーニの画像とレーダーによる観測に基づいて、タイタンの気象パターンと液面堆積物を説明するのに役立つコンピュータープログラムの作成に取り組んできました。カルテックの惑星科学教授であるOded Aharonson氏が2009年に発見した大きな奇妙な点の1つは、タイタンの湖が南極よりも北半球に多く集まっているように見えることを確認したものの、それだけが好奇心ではありません。赤道周辺の地域は乾燥していると疑われていましたが、ホイヘンスの調査により流出地域が明らかになり、4年後に研究者たちは湿気を供給する嵐システムを観測しました。もっといります?次に、地上の望遠鏡で観測された雲を確認します。雲は、タイタンの南半球の夏のシーズン中に南中高緯度に集まります。

「私たちは何年も監視することができ、ほとんど何も起こらないことがわかります。これはタイタンの気象サイクルを理解しようとする人々にとっては悪いニュースです。物事がまれにしか発生しないだけでなく、発生したときにそれを逃してしまう傾向があります。なぜなら、大きな望遠鏡で時間を無駄にしたくはないからです。カリフォルニア工科大学(Caltech)のマイクブラウンは説明します。

承知しました。研究者たちはこれらのエキゾチックな天候の特徴を説明できるモデルを作成することに一生懸命取り組んできましたが、そのような説明には、メタン蒸気を吹き飛ばして雲を発生させる極低温火山などの方法論が含まれています。ただし、最新のコンピュータレンダリングははるかに基本的です。つまり、大気循環の原則です。 「観察された機能の多くについて、統一された説明があります」と、フランクJ.ギルオン環境科学および工学教授のタピオシュナイダーは言います。 「それは極低温火山や難解なものを必要としません。」シュナイダーは、Caltechの大学院生であるSonja Graves、元Caltechの大学院生であるEmily Schaller(PhD ’08)、Mike Brown、RichardおよびBarbara Rosenberg教授で惑星天文学の教授であり、ジャーナルの1月5日号でその発見を発表しています。 自然.

このデータセットが以前のデータセットと異なるのはなぜですか?シュナイダーによれば、これらの新しいシミュレーションは、実際の観測と一致する雲のパターンを、湖の分布まで再現することができました。 「メタンは極の周りの湖に集まる傾向があります、なぜならそこの日光は平均して弱いからです」と彼は説明します。 「通常、太陽からのエネルギーは表面の液体メタンを蒸発させますが、極では日光が少ないため、液体メタンが湖にたまりやすくなります。」タイタンは細長い軌道を持っているため、北半球の夏の間は少し遠くになり、雨季が長くなるため、湖の集積が強くなります。

嵐はどうですか?赤道の近くでは、タイタンはそれほど刺激的ではありません。もともとは、その地域はほとんど砂漠のようであると理論づけられていました。そのため、ホイヘンスのプローブが流出の証拠を発見したとき、既存のモデルが間違っている可能性があることが明らかになりました。シャーラー、ブラウン、シュナイダー、そしてその後博士号を取得した学者ヘンリーローが2009年にこのおそらく乾燥した地域で嵐を発見したときの驚きを想像してみてください。だれもそれを理解することはできず、プログラムは霧雨を予測するだけでした。新しいモデルでは、大雨の可能性がありました。 「低緯度ではめったに雨が降りません」とシュナイダーは言います。 「しかし、雨が降ると、それは注ぐ。」

では、他に何が新しいTitanウェザーコンピュータモデルをさらにユニークなものにしているのでしょうか?今回はタイタン135年で稼働し、メタン湖とメタンの分布状況を大気に関連付けます。調査によると、これは現在のタイタンの気象観測と一致しており、今後数年間に何が見られるかを予測するのに役立ちます。検証可能な予測を行うことは、「惑星科学においてまれで美しい機会です」とシュナイダーは言います。 「数年以内に、彼らがどれだけ正しいか間違っているかを知るでしょう。」

「これはほんの始まりに過ぎません」と彼は付け加えます。 「私たちは今、新しい科学を実行するためのツールを手に入れました。私たちにできることはたくさんあります。」

元のストーリー出典:カリフォルニア工科大学ニュースリリース。さらに読むために:カルテックの科学者たちは、タイタンの熱帯地方で嵐を発見します。

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