En konstnärs skildring av en sjö nära Titans nordpol.
(Bild: © NASA / JPL-Caltech)
Champagne ska vara bubblande. Så är ett skummande bad. Men en blandning utformad för att härma de frigida sjöarna på en främmande måne? Det är lite mer förvånande. Särskilt när dessa bubblor kommer ut ur ingenstans och exploderar.
Men det är vad Kendra Farnsworth och hennes kollegor hittade under en uppsättning experiment för att hjälpa teamet att förstå hur föreningar som de som finns på ytan av Saturns största måne, Titan, interagera. Bekvämt kan den oavsiktliga bubbelupptäckten hjälpa till att förklara ett av mysterierna som upptäckts av NASA: s Cassini-uppdrag - "magiska öar", ljusa lappar på radarbilder som plötsligt försvann.
"[Jag] snubblat över bubblor: I början var det inte huvudmålet för studien, men det var ett av de riktigt överraskande resultaten," Farnsworth, en doktorand i planetvetenskap vid University of Arkansas och huvudförfattaren av en ny artikel som beskriver forskningen, berättade för Space.com. "Bubblor hade förutsagits på Titan, men ingen hade faktiskt sett dem eller skapat dem i ett laboratorium vid den tiden. "
Titans sprudlande förutsägelse var en av tre möjliga förklaringar som forskare kunde komma med för att försvinna "magiska öar"i Cassini-uppgifterna, som måste vara övergående strukturer som reflekterade mer ljus än deras omgivningar. Men en liknande signal kan orsakas av vågor, och forskare har inte de observationer som de skulle behöva för att vara säker på vad fenomenet var.
Innan bubblorna hoppade in i hennes liv körde Farnsworth två olika experiment i en speciell 6 fot hög kammare utformad för att efterlikna de mycket kallare temperaturerna och något högre tryck som finns på Titan i ett marklaboratorium.
I experimentet där bubblorna först dök upp, hade Farnsworth avsett att mäta hur mycket kvävgas som skulle upplösas i olika blandningar av flytande metan och etan, de organiska föreningar som utgör Titans konstigt jordliknande system med regn, sjöar och hav. När hon värmde upp dessa dammar från deras kyligaste punkt, kallare än Titans moderna yttemperaturer, märkte Farnsworth att små bubblor skulle orma till ytan.
Men den verkliga överraskningen kom i ett annat experiment, sade Farnsworth, ett baserat på att långsamt tillsätta flytande etan till flytande metan kl Titans yta temperatur. Experimentet tycktes plundra - tills det inte var det.
"Vid någon tidpunkt exploderade bubblorna och kom upp och slog min kamera; jag kunde inte se någonting ur min kamera," sa Farnsworth. "Jag är som," Vänta en stund, jag förväntade mig inte detta. "" Plötsligt var själva titreringarna inte lika intressanta som bubbelfenomenet, med alla dess konstigheter. Hon och hennes kollegor fortsatte att experimentera med månlösningarna för att försöka förstå villkoren för bubblor.
Särskilt intressant för Farnsworth var det något varmare scenarie som var tänkt att göra härma modern Titan. I dessa experiment fann teamet att två faktorer måste ändras samtidigt: vätskans temperatur och den relativa andelen metan och etan. Kombinationen av förändringar tar blandningen från stillhet till bubblor.
"Det finns inget och de exploderar," sade Farnsworth. "De är mer våldsamma än vi någonsin förväntat oss att de skulle vara."
På grund av kombinationen av nödvändiga förändringar räknar Farnsworth med att dessa utbrott endast inträffar på mycket specifika platser på Titans yta, kanske i underjordiska reservoarer eller där en flod möter en sjö.
"Det kan mycket väl vara helt lugnt och ibland har du bara en explosion av bubblor," sa hon. "Det skulle vara roligt."
Forskningen beskrivs i ett papper publicerade 3 december i tidskriften Geophysical Research Letters.
- NASA kan besluta i år att landa en drönare på Saturns Moon Titan
- Fantastiska foton: Titan, Saturns största måne
- Bländande vyer Visa Saturn Moon Titans yta som aldrig förr
