A superfície do Titã de Saturno é carregada eletricamente – “É um mundo estranho, eletrostaticamente pegajoso”

Visualmente, Titã é o objeto no sistema solar mais parecido com a Terra. Os dados coletados de vários flybys pela Cassini desde 2005 revelaram grandes lagos líquidos nos pólos, assim como montanhas, rios e potencialmente vulcões. No entanto, em vez de oceanos cheios de água e mares, eles são compostos de metano e etano e são reabastecidos pela precipitação de nuvens cheias de hidrocarbonetos. A pressão superficial de Titã é um pouco mais alta do que o nosso planeta – de pé na lua seria semelhante a pé 15 pés debaixo d’água aqui na Terra.Experimentos conduzidos por pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia sugerem que as partículas que cobrem a superfície da maior lua de Saturno, Titan, são “carregadas eletricamente”. Quando o vento sopra com força suficiente (aproximadamente 15 mph), os grânulos de não-silicato Titan são chutados E começar a hop em um movimento referido como saltation. À medida que eles colidem, eles se tornam carregados por fricção, como um balão esfregando contra seu cabelo, e aglomerados juntos de uma forma não observada para os grãos de dunas de areia na Terra – eles se tornam resistentes a mais movimento. Eles mantêm essa carga por dias ou meses de cada vez e anexar a outras substâncias hidrocarbonadas, muito parecido com embalagem de amendoim usado em caixas de transporte aqui na Terra.

“Se você agarrou pilhas de grãos e construiu um castelo de areia em Titã, talvez ficassem juntos por semanas devido às suas propriedades eletrostáticas”, disse Josef Dufek, professor da Georgia Tech, que co-liderou o estudo. “Qualquer nave espacial que aterrissar em regiões de material granular em Titã vai ter um tempo difícil ficar limpo. Pense em colocar um gato numa caixa de amendoim.

Os resultados da eletrificação podem ajudar a explicar um fenômeno estranho.Os ventos dominantes no Titan sopram de leste a oeste através da superfície da lua, mas as dunas arenosas quase 300 pés de altura parecem formar na direção oposta.

“Essas forças eletrostáticas aumentam os limiares de fricção”, disse Josh Méndez Harper, um estudante de doutorado em geofísica e engenharia elétrica da Georgia Tech, autor principal do trabalho. “Isso torna os grãos tão pegajosos e coesos que somente ventos fortes podem movê-los. Os ventos predominantes não são fortes o suficiente para moldar as dunas. ”

Para testar o fluxo de partículas em condições semelhantes a Titã, os pesquisadores construíram uma pequena experiência em um vaso de pressão modificado em seu laboratório de Georgia Tech. Eles inseriram grãos de naftaleno e bifenil – dois tóxicos, carbono e compostos contendo hidrogênio acreditavam existir na superfície de Titã – em um pequeno cilindro. Em seguida, giraram o tubo durante 20 minutos num ambiente de azoto puro e seco (a atmosfera de Titã é composta por 98% de azoto). Depois, eles mediram as propriedades elétricas de cada grão como ele caiu para fora do tubo.

“Todas as partículas carregaram bem e cerca de 2 a 5% não saíram do copo”, disse Méndez Harper. “Eles se agarraram ao interior e ficaram presos.Quando fizemos a mesma experiência com areia e cinzas vulcânicas usando condições parecidas com a Terra, tudo isso saiu. Nada preso.

Terra areia não pegar carga elétrica quando é movido, mas as taxas são menores e dissipar rapidamente. Essa é uma razão pela qual você precisa de água para manter a areia juntos na construção de um castelo de areia. Não é assim com Titã.

“Esses materiais não-silicato, granular podem manter suas cargas eletrostáticas por dias, semanas ou meses em um momento em condições de baixa gravidade”, disse George McDonald, um estudante de pós-graduação na Escola de Ciências da Terra e Atmosférica, que também co-autor do papel.

Pesquisadores do Laboratório de Propulsão a Jato, Universidade de Tennessee-Knoxville e Universidade de Cornell também co-autor do artigo, que é intitulado “Electrificação de Areia em Titã e sua Influência no Transporte de Sedimentos”.