Страшная тайна Европы
Oct. 11th, 2016 07:16 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
antihydrogenВ недавней новости о втором подтверждении существования гейзеров на Европе многих интеллектуалов взволновал вопрос огромной высоты, на которую они поднимаются - 200 км. Один из комментаторов Гиктаймс даже придал этим волнениям количественную форму:
"Откуда может получиться такая скорость у гейзера? Если я правильно посчитал, чтобы достичь хотя бы 160 км при g=1.3, нужна начальная скорость в 645 м/с."
Да, посчитал он правильно. Но далее другие интеллектуалы в ходе обсуждения приходят к выводу, что потоки воды извергаются со сверхзвуковой скоростью, потому как "Километровые слои льда могут создавать очень большое давление." Дабы не создавалось подозрение, что я как-то специально разжигаю ненависть именно к социальной группе комментаторов Гиктаймс - посетители Астрофорума задаются тем же вопросом.
Между тем, разгадка проста:Средняя скорость теплового движения молекулы водяного пара при температуре 0oС составляет 620 м/сек. Когда жидкая вода попадает в вакуум, она начинает испаряться. А содержащейся в паре тепловой энергии достаточно, чтобы молекулы могли залететь на высоту 200 км.
Реально, скорее всего, никаких гейзеров в земном смысле этого слова, т.е. фонтанов жидкой воды на поверхности, там вообще нет - слишком мала плотность пара в центре источника (pdf, стр.8). Наиболее вероятно, что источник выглядит как набор узких трещин в ледяной коре, из которых свищет холодный и очень разреженный пар (плотностью в 10000 раз меньше воздуха). Любознательный космонавт, вставший рядом с трещиной, вряд ли бы заметил, что оттуда что-то извергается. Впрочем, пытаться засунуть туда ногу я бы сему космоплавателю все же не рекомендовал - за десяток секунд на ноге нарастет миллиметровый слой инея.
После того, как мы построили столь четкую картину, надо отметить, что возможно она совершенно иллюзорна, поскольку насчет самого существования выбросов еще нет окончательной уверенности. Вот как выглядит доказательная часть:
Справа - "старые" данные, 2013г., по которым и было сделано первое сообщение об открытии. Это ультрафиолетовое излучение Европы и ее окрестностей на частотах атомов кислорода и водорода. Яркое пятно - водяной пар из гейзеров (предположительно), диссоциировавший на кислород и водород под действием ультафиолетового излучения Солнца. Слева - "новые" данные, полученные другим методом - наблюдением ультрафиолетового излучения Юпитера. При прохождении Европы на его фоне, наблюдается не только темная тушка самой луны, но и некие темные пятна повышенного поглощения на месте гипотетических гейзеров. Но, как легко видеть, они почти не выделяются над уровнем шума.
Слова "старые" и "новые" тут характеризуют только время публикации. Реально, наблюдения проводились в течении одного промежутка времени на одном и том же приборе - ультрафиолетовом спектрографе телескопа "Хаббл". Но это не означает, что они проводились одновременно - второй метод можно использовать только во время прохождения Европы на фоне диска Юпитера, а первому методу ультрафиолетовое излучение Юпитера только мешает. И обрабатывались результаты разными группами астрономов.
Оценки интенсивности выбросов у обоих групп совпадают - порядка 10 тонн воды в секунду. Но смущает то, что выбросы наблюдались иррегулярно, а потом вообще исчезли. Еще более смущает случай, что когда наблюдения двух групп оказались разделены менее чем неделей: одна группа выброс увидела (та которая наблюдала ультрафиолет от Юпитера), а другая - нет. Впрочем, это может быть просто свидетельством быстропеременности процесса.
"Откуда может получиться такая скорость у гейзера? Если я правильно посчитал, чтобы достичь хотя бы 160 км при g=1.3, нужна начальная скорость в 645 м/с."
Да, посчитал он правильно. Но далее другие интеллектуалы в ходе обсуждения приходят к выводу, что потоки воды извергаются со сверхзвуковой скоростью, потому как "Километровые слои льда могут создавать очень большое давление." Дабы не создавалось подозрение, что я как-то специально разжигаю ненависть именно к социальной группе комментаторов Гиктаймс - посетители Астрофорума задаются тем же вопросом.
Между тем, разгадка проста:Средняя скорость теплового движения молекулы водяного пара при температуре 0oС составляет 620 м/сек. Когда жидкая вода попадает в вакуум, она начинает испаряться. А содержащейся в паре тепловой энергии достаточно, чтобы молекулы могли залететь на высоту 200 км.
Реально, скорее всего, никаких гейзеров в земном смысле этого слова, т.е. фонтанов жидкой воды на поверхности, там вообще нет - слишком мала плотность пара в центре источника (pdf, стр.8). Наиболее вероятно, что источник выглядит как набор узких трещин в ледяной коре, из которых свищет холодный и очень разреженный пар (плотностью в 10000 раз меньше воздуха). Любознательный космонавт, вставший рядом с трещиной, вряд ли бы заметил, что оттуда что-то извергается. Впрочем, пытаться засунуть туда ногу я бы сему космоплавателю все же не рекомендовал - за десяток секунд на ноге нарастет миллиметровый слой инея.
После того, как мы построили столь четкую картину, надо отметить, что возможно она совершенно иллюзорна, поскольку насчет самого существования выбросов еще нет окончательной уверенности. Вот как выглядит доказательная часть:
Слова "старые" и "новые" тут характеризуют только время публикации. Реально, наблюдения проводились в течении одного промежутка времени на одном и том же приборе - ультрафиолетовом спектрографе телескопа "Хаббл". Но это не означает, что они проводились одновременно - второй метод можно использовать только во время прохождения Европы на фоне диска Юпитера, а первому методу ультрафиолетовое излучение Юпитера только мешает. И обрабатывались результаты разными группами астрономов.
Оценки интенсивности выбросов у обоих групп совпадают - порядка 10 тонн воды в секунду. Но смущает то, что выбросы наблюдались иррегулярно, а потом вообще исчезли. Еще более смущает случай, что когда наблюдения двух групп оказались разделены менее чем неделей: одна группа выброс увидела (та которая наблюдала ультрафиолет от Юпитера), а другая - нет. Впрочем, это может быть просто свидетельством быстропеременности процесса.
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2016-10-11 04:45 pm (UTC)no subject
Date: 2016-10-11 05:33 pm (UTC)no subject
Date: 2016-10-11 06:51 pm (UTC)no subject
Date: 2016-10-11 09:36 pm (UTC)no subject
Date: 2016-10-11 09:38 pm (UTC)no subject
Date: 2016-10-12 03:31 pm (UTC)no subject
Date: 2016-10-12 05:08 pm (UTC)no subject
Date: 2016-10-11 09:13 pm (UTC)Как раз недавно видел гейзеры по телевизору - огромные, мощные, вылетающая вода формирует кольца
no subject
Date: 2016-10-11 09:46 pm (UTC)no subject
Date: 2016-10-12 11:08 am (UTC)А как пар , испаряющийся в вакуум, может формировать кольца ? Он ведь должен для этого сконденсироваться
no subject
Date: 2016-10-12 11:55 am (UTC)