Titan, den största av Saturnus mer än 60 månar, har förvånansvärt intensiva regnstormar, enligt forskning av ett team av UCLA planetariska forskare och geologer. Även om stormarna är relativt sällsynta - de inträffar mindre än en gång per Titan-år, vilket är 29 och ett halvt jordår – de förekommer mycket oftare än forskarna förväntade sig.

"Jag skulle ha trott att det här skulle vara händelser av en gång i årtusendet, om ens det, sa Jonathan Mitchell, UCLA docent i planetvetenskap och en senior författare av forskningen, som publicerades 9 oktober i tidskriften Naturgeovetenskap . "Så det här är en ganska överraskning."

Stormarna skapar massiva översvämningar i terräng som annars är öknar. Titans yta är slående lik jordens, med strömmande floder som rinner ut i stora sjöar och hav, och månen har stormmoln som ger säsongsbetonade, monsunliknande skyfall, sa Mitchell. Men Titans utfällning är flytande metan, inte vatten.

"De mest intensiva metanstormarna i vår klimatmodell dumpar minst en fot regn om dagen, som kommer nära det vi såg i Houston från orkanen Harvey i somras, sa Mitchell, huvudutredaren för UCLA:s Titan-forskningsgrupp för klimatmodellering.

Sean Faulk, en doktorand från UCLA och studiens huvudförfattare sa att studien också fann att de extrema metanregnstormarna kan prägla månens isiga yta på ungefär samma sätt som extrema regnstormar formar jordens steniga yta.

På jorden, intensiva stormar kan utlösa stora flöden av sediment som sprider sig till låga länder och bildar konformade drag som kallas alluvialfläktar. I den nya studien, UCLA-forskarna fann att regionala mönster av extrem nederbörd på Titan är korrelerade med nya upptäckter av alluvialfläktar, vilket tyder på att de bildades av intensiva regnstormar.

Fyndet visar vilken roll extrem nederbörd spelar för att forma Titans yta, sa Seulgi Moon, UCLA biträdande professor i geomorfologi och medförfattare till uppsatsen. Moon sa att principen troligen gäller Mars, som har sina egna stora alluvialfläktar, och till andra planetariska kroppar. Större förståelse för förhållandet mellan nederbörd och planetens ytor kan leda till nya insikter om klimatförändringarnas inverkan på jorden och andra planeter.

Titans alluvialfläktar upptäcktes av ett radarinstrument på rymdfarkosten Cassini, som började kretsa kring Saturnus i slutet av 2004. Cassini-uppdraget avslutades i september 2017, när NASA programmerade den att störta ner i planetens atmosfär som ett sätt att säkert förstöra rymdfarkosten.

Juan Lora, en UCLA-postdoktor och en medförfattare till artikeln, sade Cassini har revolutionerat forskarnas förståelse av Titan.

Även om Titans alluvialfläktar är en ny upptäckt, forskare har haft ögon på månens yta i flera år. Strax efter att Cassini nådde Saturnus, radar och andra instrument visade att stora sanddyner dominerade Titans lägre breddgrader, medan sjöar och hav dominerade dess högre breddgrader. UCLA-forskarna fann att alluvialfläktarna mestadels är belägna mellan 50 och 80 graders latitud - nära mitten av månens norra och södra halvklot, men i allmänhet något närmare polerna än ekvatorn.

Sådana variationer i ytegenskaper tyder på att månen har motsvarande regionala variationer i nederbörd, eftersom nederbörd och efterföljande avrinning spelar en nyckelroll för att erodera land och fylla sjöar, medan frånvaron av nederbörd främjar bildandet av sanddyner.

Tidigare modeller har visat att flytande metan i allmänhet koncentreras på Titans yta på högre breddgrader. Men ingen tidigare studie hade undersökt beteendet hos extrema nederbördshändelser som skulle kunna utlösa större sedimenttransporter och erosion, eller visat deras koppling till ytobservationer.

Forskarna använde främst datorsimuleringar för att studera Titans hydrologiska cykel eftersom observationer av faktisk nederbörd på Titan är svåra att erhålla och eftersom, med tanke på längden på varje år på Titan, Cassini observerade bara månen i tre årstider. De fann att medan regn mestadels ackumuleras nära polerna, där Titans stora sjöar och hav ligger, de mest intensiva regnstormarna inträffar nära 60 graders latitud – just den region där alluvialfläktar är mest koncentrerade.

Studien tyder på att de intensiva stormarna utvecklas på grund av de skarpa skillnaderna mellan de blötare, kallare väder på de högre breddgraderna och desto torrare, varmare förhållanden på de lägre breddgraderna. Liknande temperaturkontraster på jorden producerar intensiva cykloner på mellanbreddgraderna, vilket är det som skapar de stormar och snöstormar som är vanliga under vintermånaderna över stora delar av Nordamerika.