Kas atrodas zem Plutona ledainās sirds? Jaunie pētījumi norāda, ka varētu būt sāļš “Nāves jūras” tipa okeāns, kura biezums būtu vairāk nekā 100 kilometru.
"Plutona interjera termiskie modeļi un uz virsmas atrastie tektoniskie pierādījumi liek domāt, ka var pastāvēt okeāns, taču nav viegli secināt par tā lielumu vai kaut ko citu," sacīja Brendons Džonsons no Brauna universitātes. "Mēs esam spējuši ierobežot tā biezumu un iegūt dažus norādījumus par kompozīciju."
Džonsona un viņa komandas pētījumos galvenā uzmanība tika pievērsta Plutona “sirdij” - reģionam, kuru neoficiāli sauc par Sputnik Planum, kuru New Horizons fotografēja sava Plutona lidojuma laikā 2015. gada jūlijā.
New Horizons galvenais pētnieks Alans Šterns Sputnik Planum nosauca par “vienu no pārsteidzošākajiem ģeoloģiskajiem atklājumiem 50 un vairāk gadu planētas izpētes gados”, un iepriekšējie pētījumi parādīja, ka reģions tiek pastāvīgi atjaunots ar pašreizējās ledus konvekcijas palīdzību.
Sirds ir 900 km plats baseins - lielāks nekā Teksasā un Oklahomā kopā - un šķiet, ka vismaz tā rietumu pusi ir izveidojusi trieciens, iespējams, objekts, kas ir 200 kilometru pāri vai lielāks.
Džonsons un kolēģi Timotijs Boulings no Čikāgas universitātes un Aleksandrs Trowbridge un Endrjū Brīds no Purdue universitātes modelēja trieciena dinamiku, kas Plutona virsmā izveidoja masīvu krāteri, kā arī apskatīja dinamiku starp Plutonu un tā mēness Šaronu.
Abas ir savstarpēji saslēgtas plūdmaiņas, kas nozīmē, ka tās vienmēr rotē viena otrai vienādu seju. Sputnik Planum atrodas tieši uz plūdmaiņas ass, kas savieno abas pasaules. Šī nostāja liek domāt, ka baseinam ir tā saucamā pozitīvā masas anomālija - tam ir lielāka masa nekā vidēji Plutona ledainajai garozai. Kad Šarona smagums pievelk Plutonu, tas proporcionāli vairāk vilksies uz lielākas masas apgabaliem, kas noliektu planētu, līdz Sputnik Planum tiks pielīdzināts plūdmaiņas asij.
Tā vietā, lai krāteris būtu caurums zemē, tas faktiski ir atkal iepildīts. Daļu no tā ir aizpildījis konvekcijas slāpekļa ledus. Kaut arī šis ledus slānis palielina baseina masu, tas pats par sevi nav pietiekami biezs, lai Sputnik Planum būtu pozitīva masa.
Džonsons sacīja, ka pārējo masu var radīt šķidrums, kas slēpjas zem virsmas.
Džonsons un viņa komanda to izskaidroja šādi:
Tāpat kā boulinga bumba, kas nokritusi uz batuta, liela trieciena rezultātā izveidojas grunts uz planētas virsmas, kam seko atsitiens. Šis atsitiens izvelk materiālu augšup no dziļas planētas iekšienes. Ja šis uzpīpētais materiāls ir blīvāks par to, ko trieciens atvairīja, krāteris nonāk ar tādu pašu masu kā pirms trieciena. Šī ir parādība, ko ģeologi dēvē par izostatisku kompensāciju.
Ūdens ir blīvāks nekā ledus. Tātad, ja zem Plutona ledus čaulas būtu šķidrā ūdens slānis, iespējams, ka tas būtu metinājies pēc Sputnik Planum trieciena, izlīdzinot krātera masu. Ja baseins sāk darboties ar neitrālu masu, tad slāpekļa slānis, kas nogulsnēts vēlāk, būtu pietiekams, lai radītu pozitīvu masas anomāliju.
"Šis scenārijs prasa šķidru okeānu," sacīja Džonsons. “Mēs vēlējāmies palaist ietekmes modeļus, lai noskaidrotu, vai tas tiešām notiek. Tas, ko mēs noskaidrojām, ir tāds, ka pozitīvas masas anomālijas veidošanās ir diezgan jutīga pret to, cik biezs ir okeāna slānis. Tas ir jutīgs arī pret to, cik sāļš ir okeāns, jo sāls saturs ietekmē ūdens blīvumu. ”
Modeļi imitēja pietiekami liela objekta triecienu, lai izveidotu Sputnik Planum izmēra baseinu, kurš trāpītu Plutonam ar ātrumu, kāds paredzēts šai Saules sistēmas daļai. Modelēšanā tika pieņemti dažādi ūdens slāņa biezumi zem garozas, sākot no ūdens vispār līdz 200 kilometru biezam slānim.
Scenārijs, kas vislabāk rekonstruēja Sputnik Planum novēroto izmēru dziļumu, vienlaikus radot krāteru ar kompensētu masu, bija tāds, kurā Plutonam ir vairāk nekā 100 kilometru biezs okeāna slānis ar sāļumu aptuveni 30 procenti.
"Tas mums saka, ka, ja Sputnik Planum patiešām ir pozitīva masu anomālija - un šķiet, it kā tas ir - šim vismaz 100 kilometru garam okeāna slānim ir jābūt tur," sacīja Džonsons. "Man ir diezgan pārsteidzoši, ka jums šī ķermenis ir tik tālu saules sistēmā, kurā joprojām var būt šķidrs ūdens."
Džonsons un citi pētnieki turpinās pētīt New Horizons sūtītos datus, lai iegūtu skaidrāku priekšstatu par Plutona intriģējošo interjeru un iespējamo okeānu.
Papildu informācija: Brauna universitāte, New Horions / APL
