Що лежить під крижаним серцем Плутона? Нові дослідження показують, що може існувати солоний океан «Мертвого моря», товщиною понад 100 кілометрів.
"Теплові моделі внутрішніх та тектонічних доказів Плутона, виявлені на поверхні, говорять про те, що океан може існувати, але зробити його розмір чи щось інше про нього непросто", - сказав Брендон Джонсон з університету Браун. "Ми змогли поставити деякі обмеження щодо його товщини та отримати деякі підказки щодо складу".
Дослідження Джонсона та його команди зосередили «серце» Плутона - регіон, неофіційно названий Sputnik Planum, який був сфотографований космічним кораблем «New Horizons» під час його прольоту Плутона в липні 2015 року.
Головний дослідник "Нових горизонтів" Алан Штерн назвав Sputnik Planum "однією з найдивовижніших геологічних відкриттів за 50 і більше років планетарних розвідок", а попередні дослідження показали, що регіон, як видається, постійно поновлюється за допомогою льодовикової конвекції.
Серце є басейном завширшки 900 км - більшим, ніж Техас та Оклахома разом, - і, принаймні, західна його половина, як видається, утворена ударом, ймовірно, об'єктом, що має 200 кілометрів впоперек і більше.
Джонсон та його колеги Тімоті Боулінг з Чиказького університету та Олександр Троубрідж та Ендрю Фрід з Університету Пердю моделювали динаміку ударів, яка створила масивний кратер на поверхні Плутона, а також розглядали динаміку між Плутоном та його місяцем Хароном.
Двоє замикаються між собою, тобто вони завжди показують один одному одне обличчя під час обертання. Sputnik Planum сидить прямо на осі припливу, що з'єднує два світи. Ця позиція говорить про те, що у басейні є аномалія позитивної маси - вона має більшу масу, ніж середня для крижаної кори Плутона. Коли тяжіння Харона тягне за Плутоном, воно буде пропорційно сильніше тягнути до областей більшої маси, які нахилять планету, доки план Sputnik Planum не вирівняється з віссю припливу.
Таким чином, замість того, щоб бути дірою в землі, кратер фактично був заповнений. Частина його заповнювалась конденсуючим азотним льодом. Хоча цей крижаний шар додає деяку масу в басейн, він недостатньо густий, щоб зробити Sputnik Planum позитивною масою.
Решта цієї маси, сказав Джонсон, може бути створена рідиною, що ховається під поверхнею.
Джонсон та його команда пояснили це так:
Як м'яч для боулінгу, скинутий на батут, великий вплив створює вм’ятина на поверхні планети з подальшим відскоком. Це відскок тягне матеріал вгору з глибокого внутрішнього простору планети. Якщо цей матеріал, що надихається, щільніше, ніж той, який був відбитий ударом, кратер закінчується тією ж масою, що і до удару. Це явище, яке геологи називають ізостатичною компенсацією.
Вода щільніша, ніж лід. Тож якби під крижаною оболонкою Плутона був шар рідкої води, він, можливо, затягнувся після удару Sputnik Planum, вечірній масі кратера. Якщо басейн започаткував нейтральну масу, то осадженого пізніше шару азоту було б достатньо для створення аномалії позитивної маси.
"Цей сценарій вимагає рідкого океану", - сказав Джонсон. «Ми хотіли запустити комп'ютерні моделі впливу, щоб побачити, чи дійсно це відбудеться. Ми виявили, що виробництво аномалії позитивної маси насправді досить чутливе до того, наскільки товстим є океанський шар. Він також чутливий до того, наскільки солоний океан, оскільки вміст солі впливає на густину води ".
Моделі імітували вплив об'єкта, достатньо великого для створення басейну розміром Sputnik Planum, що вражає Плутон зі швидкістю, очікуваною для цієї частини Сонячної системи. Моделювання передбачало різну товщину водного шару під земною корою, від води взагалі до шару товщиною 200 кілометрів.
Сценарій, який найкраще реконструював спостережувану глибину Sputnik Planum, а також створював кратер із компенсованою масою, був такий, у якому Плутон має шар океану товщиною понад 100 кілометрів із солоністю близько 30 відсотків.
"Це говорить нам про те, що якщо Sputnik Planum справді є позитивною масовою аномалією - і це здається, що він є - цей океанський шар не менше 100 кілометрів повинен бути там", - сказав Джонсон. "Для мене досить дивовижно, що у вас це тіло так далеко у Сонячній системі, що ще може мати рідку воду".
Джонсон, він та інші дослідники продовжуватимуть вивчати дані, надіслані New Horizons, щоб отримати більш чітку картину інтригуючого інтер'єру та можливого океану Плутона.
Подальше читання: Університет Браун, Нові Горіони / APL
