Kas slypi po ledine Plutono širdimi? Nauji tyrimai rodo, kad gali būti sūrus „Negyvosios jūros“ tipo vandenynas, kurio storis yra daugiau nei 100 kilometrų.
„Šiluminiai Plutono interjero modeliai ir paviršiuje rasti tektoniniai įrodymai leidžia manyti, kad vandenynas gali egzistuoti, tačiau nelengva nustatyti jo dydį ar ką nors kita“, - teigė Brandonas Johnsonas iš Browno universiteto. „Mes sugebėjome šiek tiek suvaržyti jo storį ir gauti įkalčių apie kompoziciją.“
Johnsono ir jo komandos tyrimai sutelkė Plutono „širdį“ - regioną, neoficialiai vadinamą „Sputnik Planum“, kurį fotografavo erdvėlaivis „New Horizons“ skraidydamas Plutone 2015 m. Liepos mėn.
„New Horizons“ vyriausiasis tyrėjas Alanas Sternas „Sputnik Planum“ pavadino „vienu nuostabiausių geologinių atradimų per 50 ir daugiau metų po planetos tyrinėjimo metus“, o ankstesni tyrimai parodė, kad regioną nuolat atnaujina dabartinė ledo konvekcija.
Širdis yra 900 km pločio baseinas - didesnis nei Teksasas ir Oklahoma kartu - ir bent jau vakarinę jo pusę suformavo smūgis, greičiausiai objektas, esantis 200 kilometrų skersmens ar didesnis.
Johnsonas su kolegomis Timothy Bowlingu iš Čikagos universiteto ir Aleksandru Trowbridge'u bei Andrew'u Freedu iš Purdue'io universiteto modeliuodavo smūgio dinamiką, sukuriančią didžiulį kraterį Plutono paviršiuje, taip pat apžvelgė Plutono ir jo mėnulio Charono dinamiką.
Jie abu yra potvynio metu užfiksuoti vienas su kitu, tai reiškia, kad besisukdami jie visada rodo vienas kitą tuo pačiu veidu. „Sputnik Planum“ yra tiesiai ant potvynio ašies, jungiančios du pasaulius. Ši pozicija leidžia manyti, kad baseine yra vadinamoji teigiama masės anomalija - jis turi daugiau nei vidutiniškai Plutono ledinės plutos masę. Kai Šarono gravitacija traukia Plutoną, jis proporcingai labiau trauktųsi į didesnės masės plotus, o tai pakreiptų planetą tol, kol „Sputnik Planum“ sutaptų su potvynio ašimi.
Taigi krateris, užuot buvęs skylė žemėje, iš tikrųjų buvo užpildytas. Dalį jo užpildė pralaidus azoto ledas. Šis ledo sluoksnis prideda šiek tiek masės prie baseino, tačiau jis nėra pakankamai storas, kad „Sputnik Planum“ turėtų teigiamą masę.
Likusią šios masės dalį, pasak Johnsono, gali sugeneruoti skystis, besislepiantis po paviršiumi.
Johnsonas ir jo komanda paaiškino tai taip:
Kaip ir ant batuto numestas boulingo rutulys, didelis smūgis sukuria įdubimą planetos paviršiuje, o po jo eina smūgis. Šis atoveiksmis patraukia medžiagą aukštyn iš gilios planetos interjero. Jei ši nugrimzdusi medžiaga yra tankesnė už tą, kurią nupūtė smūgis, krateris pasieks tokią pat masę, kokia buvo prieš smūgio metu. Tai yra fenomenas, kurį geologai vadina izostatiniu kompensavimu.
Vanduo yra tankesnis nei ledas. Taigi, jei po Plutono ledo apvalkalu buvo skysto vandens sluoksnis, jis galėjo suvirinti po „Sputnik Planum“ smūgio, išlyginti kraterio masę. Jei baseino vandens masė būtų neutrali, tada azoto sluoksnio užtektų vėliau, kad susidarytų teigiama masės anomalija.
„Šiam scenarijui reikalingas skystas vandenynas“, - teigė Johnsonas. „Mes norėjome paleisti kompiuterinius poveikio modelius, kad sužinotume, ar tai tikrai atsitiks. Mes nustatėme, kad teigiamos masinės anomalijos susidarymas yra gana jautrus vandenyno sluoksnio storiui. Tai taip pat yra jautrus vandenyno sūrumui, nes druskos kiekis turi įtakos vandens tankiui. “
Modeliai imitavo pakankamai didelio objekto smūgį, kad būtų sukurtas „Sputnik Planum“ dydžio baseinas, smogiantis Plutonui tokiu greičiu, kokio tikimasi toje saulės sistemos dalyje. Modeliavimas davė prielaidą, kad po pluta esantis vandens sluoksnis bus įvairaus storio, nuo jokio vandens iki 200 km storio sluoksnio.
Scenarijus, kuris geriausiai rekonstravo pastebėto „Sputnik Planum“ dydžio gylį, kartu sukurdamas kraterį su kompensuota mase, buvo toks, kai Plutonas turi daugiau nei 100 kilometrų storio vandenyno sluoksnį, kurio druskingumas yra apie 30 procentų.
„Tai mums sako, kad jei„ Sputnik Planum “iš tikrųjų yra teigiama masinės anomalijos reiškinys - ir atrodo, kad jis yra, šis mažiausiai 100 kilometrų ilgio vandenyno sluoksnis turi būti ten“, - teigė Johnsonas. „Man pačiai yra nuostabu, kad šis kūnas yra taip toli Saulės sistemoje, kuriame vis dar gali būti skysto vandens“.
Johnsonas jis ir kiti tyrėjai toliau nagrinės „New Horizons“ atsiųstus duomenis, kad gautų aiškesnį vaizdą apie intriguojantį Plutono interjerą ir galimą vandenyną.
Tolesni skaitymai: Browno universitetas, „New Horions“ / APL
