Какво се крие под леденото сърце на Плутон? Нови изследвания сочат, че може да има солен океан, наподобяващ „Мъртво море“, с дебелина над 100 километра.
„Термичните модели на интериора на Плутон и тектонските доказателства, открити на повърхността, подсказват, че океанът може да съществува, но не е лесно да се изведе неговият размер или нещо друго за него“, казва Брандън Джонсън от Браунския университет. „Успяхме да поставим някои ограничения върху дебелината му и да получим някои улики за състава.“
Изследванията на Джонсън и неговия екип фокусираха „сърцето“ на Плутон - регион, неофициално наречен Sputnik Planum, който е сниман от космическия кораб „New Horizons“ по време на полета му от Плутон през юли 2015 г.
Главният изследовател на New Horizons Алън Стърн нарече Sputnik Planum „едно от най-невероятните геоложки открития за 50-годишни планетарни проучвания“, а предишни изследвания показват, че регионът изглежда постоянно се подновява чрез конвекция на леда в днешния ден.
Сърцето е басейн с ширина 900 км - по-голям от комбинирания Тексас и Оклахома - и най-малкото западната половина от него изглежда е образувана от удар, вероятно от обект с дължина 200 и повече километра.
Джонсън и колегите му Тимъти Боулинг от Чикагския университет и Александър Троубридж и Андрю Фрийд от университета Пърдю моделираха динамиката на удара, която създаде масивен кратер върху повърхността на Плутон, а също така разгледаха динамиката между Плутон и неговата луна Харон.
Двамата са завързани една до друга, което означава, че винаги се показват едно и също лице, докато се въртят. Sputnik Planum седи директно върху оста на приливите и отливите, свързващи двата свята. Тази позиция предполага, че басейнът има така наречената аномалия с положителна маса - има повече маса от средната за ледената кора на Плутон. Тъй като гравитацията на Харон се дърпа към Плутон, тя ще дърпа пропорционално повече върху области с по-голяма маса, които биха наклонили планетата, докато Sputnik Planum не се приведе в съответствие с оста на приливите и отливите.
Така че вместо да е дупка в земята, кратерът всъщност е запълнен обратно. Част от него е попълнен от конвектиращия азотен лед. Докато този леден слой добавя някаква маса към басейна, той сам по себе си не е достатъчно дебел, за да може Sputnik Planum да има положителна маса.
Останалата част от тази маса, каза Джонсън, може да се генерира от течност, която се крие под повърхността.
Джонсън и неговият екип го обясниха така:
Подобно на топка за боулинг, паднала на батут, голямо въздействие създава вдлъбнатина върху повърхността на планетата, последвана от отскок. Това отскок издърпва материал нагоре от дълбочината на вътрешността на планетата. Ако този обшит материал е по-плътен от това, което е ударено от удара, кратерът завършва със същата маса, каквато е имала преди удара. Това е феномен, който геолозите наричат изостатична компенсация.
Водата е по-гъста от леда. Така че, ако под ледената обвивка на Плутон имаше слой течна вода, тя може да се е извила след удара на Sputnik Planum, вечерта от масата на кратера. Ако басейна започна с неутрална маса, тогава азотният слой, отложен по-късно, би бил достатъчен, за да създаде аномалия с положителна маса.
„Този сценарий изисква течен океан“, каза Джонсън. „Искахме да пуснем компютърни модели на въздействието, за да видим дали това всъщност ще се случи. Това, което открихме, е, че производството на аномалия с положителна маса всъщност е доста чувствително към това колко е дебел океанският слой. Освен това е чувствителен към това колко солен е океанът, тъй като съдържанието на сол влияе върху плътността на водата. "
Моделите симулират въздействието на обект, достатъчно голям, за да създаде басейн от размерите на Sputnik Planum, удрящ Плутон със скорост, очаквана за тази част в Слънчевата система. Симулацията предполага различни дебелини на водния слой под кора, от никаква вода до слой с дебелина 200 километра.
Сценарият, който най-добре реконструира наблюдаваната дълбочина на Sputnik Planum, като същевременно е произвел кратер с компенсирана маса, е този, при който Плутон има океански слой с дебелина над 100 километра със соленост около 30 процента.
„Това ни казва, че ако Sputnik Planum наистина е положителна масова аномалия - и изглежда, че е така - този океански слой от поне 100 километра трябва да е там“, каза Джонсън. "За мен е доста невероятно, че имате това тяло толкова далеч в Слънчевата система, че все още може да има течна вода."
Джонсън той и други изследователи ще продължат да изучават данните, изпратени обратно от New Horizons, за да получат по-ясна картина на интригуващия интериор на Плутон и възможен океан.
Допълнително четене: Браун университет, Нови хориони / APL
