Čo leží pod ľadovým srdcom Pluta? Nový výskum naznačuje, že by mohol byť slaný oceán podobný Mŕtvemu moru, ktorý by bol hrubý viac ako 100 kilometrov.
„Tepelné modely interiéru a tektonických dôkazov Pluta nachádzajúcich sa na povrchu naznačujú, že môže existovať oceán, ale nie je ľahké odvodiť jeho veľkosť ani nič iné,“ povedal Brandon Johnson z Brown University. „Podarilo sa nám obmedziť jej hrúbku a získať nejaké informácie o zložení.“
Výskum Johnson a jeho tímu zamerali Pluto na „srdce“ - región neformálne nazvaný Sputnik Planum, ktorý fotografoval kozmická loď New Horizons počas preletu Pluta v júli 2015.
Alan Stern, hlavný výskumný pracovník spoločnosti New Horizons, nazval Sputnik Planum „jedným z najúžasnejších geologických objavov za posledných 50 rokov planétového prieskumu“ a predchádzajúci výskum ukázal, že súčasný ľadový prúd sa zdá, že sa tento región neustále obnovuje.
Srdcom je 900 km široká kotlina - väčšia ako Texas a Oklahoma dohromady - a zdá sa, že aspoň jej západná polovica bola vytvorená nárazom, pravdepodobne objektom vzdialeným 200 km alebo väčším.
Johnson a jeho kolegovia Timothy Bowling z University of Chicago a Alexander Trowbridge a Andrew Freed z Purdue University modelovali dynamiku nárazu, ktorá vytvorila obrovský kráter na povrchu Pluta, a tiež sa pozrela na dynamiku medzi Plutom a jeho mesiacom Charonom.
Tieto dve časti sú vzájomne usporiadané, čo znamená, že sa navzájom otáčajú vždy rovnakou tvárou. Sputnik Planum leží priamo na prílivovej osi spájajúcej dva svety. Táto pozícia naznačuje, že povodie má tzv. Pozitívnu masovú anomáliu - má väčšiu hmotnosť ako je priemerná teplota ľadovej kôry Pluta. Keď sa Charonova gravitácia ťahala na Pluto, ťahala by sa úmerne viac na oblastiach s vyššou hmotnosťou, ktoré by nakláňali planétu, až kým sa Sputnik Planum nezrovná s prílivovou osou.
Takže namiesto toho, aby kráter bol dierou v zemi, bol skutočne vyplnený späť. Časť z toho bola vyplnená prúdiacim dusíkom. Aj keď táto ľadová vrstva dodáva umývadlu určitú hmotnosť, sama osebe nie je dosť hrubá, aby mohla mať Sputnik Planum pozitívnu hmotnosť.
Zvyšok tejto hmoty, povedal Johnson, sa môže vytvoriť tekutinou, ktorá sa skrýva pod povrchom.
Johnson a jeho tím to vysvetlili takto:
Rovnako ako bowlingová guľa dopadla na trampolínu, veľký náraz spôsobil priehlbinu na povrchu planéty, po ktorej nasledoval odraz. Toto odskočenie ťahá materiál smerom nahor z hĺbky vnútra planéty. Ak je tento obšívaný materiál hustejší ako materiál, ktorý bol nárazom odstrelený, kráter skončí rovnakou hmotnosťou ako pred nárazom. Toto je jav, ktorý geológovia označujú ako izostatickú kompenzáciu.
Voda je hustejšia ako ľad. Ak by teda pod vrstvou ľadu Pluto bola vrstva tekutej vody, mohla by sa po nárazu Sputnik Planum zvariť a večer vykryť z kráterovej hmoty. Ak by povodie začalo s neutrálnou hmotou, potom by sa vrstva dusíka uložená neskôr stačila na vytvorenie pozitívnej anomálie hmoty.
"Tento scenár vyžaduje tekutý oceán," povedal Johnson. „Chceli sme spustiť počítačové modely dopadu, aby sme zistili, či sa to skutočne stane. Zistili sme, že produkcia pozitívnej anomálie hmoty je v skutočnosti dosť citlivá na to, ako silná je vrstva oceánu. Je tiež citlivý na slanosť oceánu, pretože obsah solí ovplyvňuje hustotu vody. “
Modely simulovali dopad objektu dostatočne veľký na to, aby vytvorili povodie veľkosti Sputnik Planum, ktoré zasiahlo Pluto rýchlosťou očakávanou pre túto časť slnečnej sústavy. Simulácia predpokladala rôzne hrúbky vodnej vrstvy pod kôrou, od žiadnej vody po vrstvu hrubú 200 kilometrov.
Scenár, ktorý najlepšie zrekonštruoval pozorovanú hĺbku veľkosti Sputnik Planum, pričom zároveň vytvoril kráter s kompenzovanou hmotnosťou, bol scenár, v ktorom má Pluto morskú vrstvu väčšiu ako 100 kilometrov, s slanosťou približne 30 percent.
„To nám hovorí, že ak je Sputnik Planum skutočne pozitívnou masovou anomáliou - a zdá sa, akoby to bolo - musí tu byť táto oceánska vrstva s dĺžkou najmenej 100 kilometrov,“ povedal Johnson. "Je mi celkom úžasné, že toto telo máš tak ďaleko v slnečnej sústave, že stále môže mať tekutú vodu."
Johnson on a ďalší vedci budú pokračovať v štúdiu údajov zaslaných spoločnosťou New Horizons, aby získali jasnejšiu predstavu o zaujímavom interiéri a možnom oceáne Pluta.
Ďalšie čítanie: Brown University, New Horions / APL
