Новое открытие поднимает вопросы о том, действительно ли на Плутоне есть подземный океан.
Спустя две недели после того, как ученые миссии НАСА Новые Горизонты опубликовали исследование, показывающее, что у планеты есть подземный океан, другая команда выдвинула альтернативное объяснение того, как сформировался характерный бассейн в форме сердца.
Новый документ, опубликованный в среду в журнале Nature, предполагает, что формирование бассейна началось не от удара кометы или другого воздействующего тела, а от массы льда, собранного на поверхности. Это объяснение не требует наличия океана.
«Это путь без океана, объясняющий особенности Sputnik Planitia», – написал в письме астроном из Университета Мэриленда Дуглас Гамильтон.
«Хотя Плутон не нуждается во внутреннем океане, в моем исследовании нет ничего, что выступало бы против его присутствия», – добавил он.
Компьютерное моделирование показывает, что лед Плутона напоминает Гренландский ледниковый щит и может в одиночку сформировать бассейн, нажимая на нижележащую кору.
«Мысль о том, что бассейн создан из массы льда, пришла в конце творческого процесс», – сказал Гамильтон. – «Первоначально, я делал акцент на объяснении расположения ледяных шапок (льдах Sputnik Planitia) на поверхности планеты. Эта особенность сосредоточена на 25 северной широте и 175 долготе, почти напротив гигантской луны Харона».
«Придумывая жизнеспособный сценарий для объяснения этих наблюдений, я понял, что идея с воздействиями ограничивает успешные модели небольшими группами мест ударов. Хотя есть более надежный вариант, который смог бы объяснить расположение ледяных шапок при любых исходных условиях», – написал он.
«Моя модель не полагается на воздействия. Но все еще нужно объяснить, почему эти льды найдены в глубоком бассейне. Я считаю, что он появился просто из-за огромного веса массивной ледяной шапки – кора планеты слегка прогибается под весом, также как это произошло в Гренландии, Канаде и Скандинавии во время последнего ледникового периода. Это естественное пояснение совпадения в расположении ледяной шапки и бассейна», – сказал Гамильтон.
Новое исследование предполагает, что ледяной покров образовался рано, когда вращение было быстрым, а сам бассейн появился позже. Ледяная шапка создает небольшую асимметрию, которая поворачивается в сторону Харона или от него, когда вращение планеты замедляется, чтобы соответствовать орбитальному движению .
Необычное расположение льдов связано с климатом и осью вращения планеты, согнутой на 120 градусов (у Земли – на 23.5 градусов). Об этом написали в пресс-релизе Университета Мэриленда.
«Моделирование температур карликовой планеты показало (взяв средние показатели по 248-летней орбите Плутона), что места в 30 градусах к северным и южным широтам – самые холодные локации. Их температура ниже, чем на любом полюсе. Лед образовался бы в этих районах естественным путем. Это касается и центра Sputnik Planitia», – говорится в пресс-релизе.
Со временем месторождение льда привлекает к себе еще больше ледяного покрова, отражая солнечную сторону света и тепла. Это сохраняет низкие температуры («эффект убегающего альбедо»).
Так как бассейн больше, чем объем наполняющего его льда, ученые считают, что Sputnik Planitia долгое время терял массу.
Плутон – только третий объект в Солнечной системе, наряду с Землей и Марсом, способный похвастаться ледяными шапками.
В солнечной системе пагубные происшествия обычно не приводят к уничтожению миров. Планета или луна может получить удар астероида или кометы, и, сбившись с предыдущей траектории, поколебаться некоторое время и изменить наклон своей оси, пережить изменение ландшафта. Но все в конечном итоге стабилизируется.
Именно такие титанические изменения происходят сейчас на Плутоне, и главной их причиной является знаменитое сердце на его поверхности. Ориентация карликовой планеты в космосе находится под контролем тяжёлого льда в его сердце, а также массивного глобального моря, которое по мнению астрономов, лежит под ним.
Когда в прошлом году аппарат «Новые горизонты» сделал детальные снимки Плутона, маленький мир — изначально девятая планета, которую понизили до статуса карликовой десятилетие назад – предстал перед нами в виде каменного шара, завёрнутого в оболочку льда песочного цвета и окружённого азотной атмосферой. Астрономы считают, что между каменным дном и ледяной коркой есть водяной океан, который омывает морщинистые горы, присыпанные метановым снегом. Большая часть поверхности карликовой планеты выглядит как змеиная кожа, покрытая рябью серых и красно-коричневых складок и ям. Однако отличительной особенностью Плутона является огромное сердце, под названием Область Томбо. Его левая часть — бассейн 1000 км шириной, под названием Равнина Спутника. Многие астрономы думают, что это каплевидное пятно — шрам, оставленный гигантским космическим телом, столкнувшимся с Плутоном тысячелетия назад.
Плутон и его луна, Харон, всегда повёрнуты одной стороной друг к другу — также, как и наша Луна к Земле. Яркая Область Томбо всегда обращена в другую от Харона сторону. Выстраивание столь точно, что создаёт ощущение будто Харон плывёт над областью, которая располагается прямо напротив Равнины Спутника. Это говорит о том, что в данной области есть дополнительная масса, которая заставляет Плутон вращаться для сохранения баланса между своей массой и сестринской Луной. Астрономы выяснили как произошла подобная реорганизация, этому посвящены несколько публикаций, вышедших накануне в журнале Nature.
«Проблема заключается в том, что Равнина Спутника — дыра в поверхности, и соответственно массы там должно быть меньше чем везде, а не больше » — говорит Френсис Ниммо, учёный-планетолог Университета Калифорнии, Санта Крус — «если это верно, то придётся придумать способ отыскать скрытую массу «.
Эта масса может быть в виде грязной части океана, говорит Ниммо. Когда огромное тело поразило Плутон, оно вскрыло часть ледяного щита планеты. Океан, находившийся под поверхностью, поднялся вверх, заполнив пустоту. Плотность воды выше плотности льда, так что масса Плутона после этого стала распределяться неравномерно. Вся планета после этого оказалась несбалансированной, став будто тяжелее с одной стороны (мы знаем, что нечто похожее произошло с нашей Луной). Через некоторое время это переориентирует вращение Плутона пока он не сбалансирует себя снова. Это было бы то, что привело Равнину Спутника к текущему местоположению, прямо напротив Харона.
По мнению соавтора Ниммо, планетолога MIT Ричарда Бинцеля, температуры и давление внутри Плутона свидетельствуют о существовании вязкого, грязного океана. Этот водоём также может содержать аммоний, известный антифриз. Плутон в 40 раз дальше от солнца чем Земля, но он может согревать себя с помощью радиоактивных элементов в круглом ядре. Этот внутренний реактор будет греть водоём ещё миллиард лет или около того. Харон, возможно, также имел свой собственный водный океан, но он был столь мал, а излучение радиоактивных элементов было столь слабо, что он должен был замёрзнуть два миллиарда лет назад.
Исследования показывают, что многие другие далёкие миры в поясе Койпера могут также иметь внутренние океаны воды и других жидкостей.
Лёд и движение этого льда по поверхности планеты управляет почти всей геологией, которую мы видим
«Единственное место где вы не найдёте много воды — внутренняя часть солнечной системы» — говорит Ниммо — «внешняя часть достаточно ей богата».
Над этим грязным морем расположено замороженное сердце Плутона, которое наполнено азотным снегом, также возможно сыгравшим свою роль в изменении ориентации карликовой планеты за тысячелетия после столкновения. Плутон лежит как бы на боку, так что полюса получают больше солнечного света, чем экватор. Так как планета медленно движется вокруг солнца — один виток занимает 248 земных лет — азот и другие газы замерзают в постоянно затемнённых областях, а затем снова принимают газообразную форму и потом опять становятся твёрдыми. Этот азотный снег может накапливаться в течение миллиардов лет, и в конце концов, тяжёлый ледник азота в области Равнины Спутника может поменять форму планеты, говорит Джеймс Кин, учёный Университета Аризоны.
По ли вине подземных вод или снега на поверхности, результат один: Плутон переориентируется.
Это явление называется истинным полярным блужданием, и является частым для каменистых миров: учёные изучали его на Земле, луне и Марсе. Истинное полярное блуждание отличается от наклона 23 градусов по оси Земли, который даёт нашей планете времена года. Когда это явление происходит, ось вращения планеты не наклоняется, вместо этого сдвигается её корка. Это похоже на то как если бы наклон Земли оставался одинаковым, но континенты скользили таким образом, что Нью-Йорк двигался бы к Северному полюсу. Можно ещё провести аналогию с персиком в руке, когда вы очищаете его кожуру, но не трогаете мякоть.
Настоящее полярное блуждание случается, когда происходит нечто очень катастрофичное вызывая изменения в распределении массы планеты. Во вращающемся мире экстрамасса двигается в сторону экватора, а зоны с меньшей массой — к полюсам. Это происходило на Луне, когда лава извергалась наружу миллиарды лет назад, сформировав характерный вид нашего спутника. У Марса подобный процесс происходил когда гора Тарсис, извергавшая лаву в промежутке между 4.1 и 3.7 миллиардами лет назад, деформировала эту планету.
Полярное блуждание Плутона началось с влияния Равнины Спутника и происходит до сих пор, согласно мнению Кина, который также изучил поверхность карликовой планеты, покрытую трещинами и разломами. Характер повреждений соответствует тому, что можно было бы увидеть во время истинного полярного блуждания, говорит он. Разломы также подтверждают идею о море под поверхностью.
Переориентация показывает, что длительная сезонная миграция льда — в некотором смысле, погодные условия — диктуют судьбу Плутона.
«Лёд и движение этого льда по поверхности контролирует почти всю геологию, которую мы видим» — говорит Кин. Это взаимодействие между климатом и орбитальной эволюцией может происходить и в других ледяных мирах, считает учёный.
Аппарат «Новые горизонты» сейчас далёк от Плутона и движется к своей следующей цели — 2014 MU69, готовясь прибыть к ней 1 января 2019 года. В прошлом месяце учёные получили последнюю передачу, посвящённую Плутону, которая содержит более 50 гигабит данных. Они будут изучать её все грядущие годы, но некоторые уже мечтают о том, что бы мы могли делать дальше. Если бы люди смогли отправить когда-нибудь туда свой зонд, то могли бы оснастить его радиолокационным инструментом, который позволил бы заглянуть под корку Плутона и в его океан.
В далёком будущем мы сможем послать орбитальный аппарат или даже пару на орбиту Плутона. Такой аппарат сможет изучить слои азотного льда на Равнине Спутника и лёд, который формирует кору. Будет возможно наблюдать медленное изменение сезонов карликовой планеты. Будет возможно увидеть то, что на самом деле скрывается подо льдом и как в ходе тысячелетий отброшенный на границу солнечной системы мир может менять себя.
Понравился текст? Поддержите наш проект!
или напрямую на яндекс-кошелёк 410011404335475
Вплоть до прошлого года не существовало качественных фотографий Плутона - карликовой планеты изо льда и камня расположенный в поясе Койпера. До 1992 года он считался девятой планетой в Солнечной системе, но после того, как были обнаружены несколько подобных объектов, Плутон был классифицирован как карликовая планета и крупнейший объект в поясе Койпера. В этом обзоре интересные фотографии и факты об этой планете.
Поскольку Плутон был самой удаленной от Земли планетой (он находится на расстоянии от 4,3 до 7,5 млрд км от Земли, в зависимости от текущей позиции на орбите), он остается одним из наименее изученных и понятных объектов в Солнечной системе. В июле 2015 года New Horizons («Новые горизонты») стал первым космическим аппаратом, который пролетел мимо Плутона, сделав за это время массу уникальных снимков.
Одно из последних изображений Плутона с высоким разрешением. Фото было сделано космическим аппаратом НАСА New Horizons.
Всего через 15 минут после того, как аппарат максимально приблизился к Плутону 14 июля 2015 года, камеры космического корабля «оглянулись» назад на Солнце. При этом удалось сделать уникальные кадры заката над ледяными горами и плоскими ледяными равнинами, простирающимися до горизонта Плутона.
Этот снимок иллюстрирует невероятное разнообразие геологических форм рельефа на поверхности карликовой планеты.
Светящаяся на фоне Солнца атмосфера Плутона, окружающая карликовую планету. На этом снимке, полученном с помощью космического аппарата New Horizons 15 июля, атмосфера выглядит как настоящее гало.
Заходящее солнце освещает туман или приповерхностную дымку. При этом на дымке видны параллельные тени многих местных холмов и небольших гор.
Одно из наиболее четких и детальных изображений Харона - самого большого спутника Плутона.
Плутон и его спутник Харон. Фото сделано New Horizons в цвете и с самым высоким возможным разрешением.
New Horizons обнаружила новый, по-видимому, менее возвышенный горный хребет на нижнем левом краю самой известной «фишки» Плутона – ледяных гор.
В то время как самый большой спутник Плутона, Харон довольно известен среди любителей астрономии, обычно вниманием обделяют меньшие и менее известные спутники карликовой планеты. Космический аппарат New Horizons снял 2 этих спутника – Никту и Гидру.
Новое фото Плутона и Харона. Карликовую планету и ее спутник иногда даже считали двойной системой, поскольку барицентр их орбит не находится ни на одном из этих космических тел.
Яркое, загадочное «сердце» Плутона в сильном приближении. New Horizons сделал этот снимок 12 июля с расстояния 2,5 миллиона километров.
В западной половине планеты было обнаружено то, что ученые неофициально назвали «Сердцем Плутона» из-за сходства этой светлой области с формой сердца. New Horizons показал, что это светлое пятно состоит из замороженной окиси углерода и кристаллического азота.
Яркая дымка в атмосфере Плутона производит мягкий полусумрак, который освещает поверхность до восхода и после захода солнца.
Снимок маленького спутника Плутона Никты крупным планом. Размер Никты составляет всего 54 × 41 × 36 километров.
Гидра, внешний спутник Плутона была обнаружена в 2005 году. Размеры спутника, покрытого льдом, составляет 43 × 33 км.
И в продолжение космической темы мы собрали .
