Удар в «сердце»: ученые разгадали тайну рельефа на Плутоне
Астрофизики узнали, как появился загадочный гигантский объект в форме сердца на поверхности Плутона. Моделирование показало, что необычная равнина образовалась в результате столкновения с другим небесным телом. Исследование также показало, что внутренняя структура карликовой планеты не такая, как считалось ранее, и под ее поверхностью либо нет океана совсем, либо его слой достаточно тонкий.
Группа ученых из Бернского университета, Университета Аризоны в Тусоне и швейцарского Национального центра компетенций в области исследований планет (NCCR PlanetS), с помощью численного моделирования выяснила, как образовалась Равнина Спутника (Sputnik Planitia) – объект в форме сердца на поверхности Плутона. По их данным, на ранних этапах своей эволюции Плутон столкнулся с другим небесным телом диаметром около 700 км.
Впервые «сердцевиный» ледяной участок обнаружил аппарат NASA New Horizons в 2015 году. Необычный объект озадачил ученых из-за своей уникальной формы, геологического состава и расположения относительно остальной поверхности.
Равнина Спутника занимает площадь 1200 на 2000 км – это почти как четверть Европы. Однако высота этого региона на 3-4 км ниже, чем большая часть поверхности Плутона. Другая интересная особенность этого места – его насыщенный белый цвет. «Яркий внешний вид Равнины Спутника обусловлен тем, что она в основном заполнена белым азотным льдом, который движется, постоянно выравнивая поверхность. Этот азот, скорее всего, быстро накапливался после удара из-за низменного расположения», – пояснил Гарри Баллантайн из Бернского университета. В то же время восточная часть «сердца» покрыта гораздо более тонким слоем азотного льда, происхождение которого ученым до сих пор неизвестно.
По мнению авторов исследования, вытянутая форма равнины говорит о том, что столкновение не было прямым – оно произошло под углом. Во время моделирования ученые воссоздали несколько вариантов ударов, с каждой попыткой изменяя состав Плутона, параметры объекта, с которым он столкнулся, а также скорость и угол столкновения. Расчеты подтвердили гипотезу о том, что удар был непрямым, и позволили определить примерный состав небесного тела, которое врезалось в поверхность карликовой планеты.
Исследование позволяет узнать больше о внутренней структуре Плутона. По мнению ученых, столкновение, которое они попытались смоделировать, произошло на ранних этапах формирования карликовой планеты. «Ядро Плутона настолько холодное, что горные породы остались очень твердыми и не расплавились, несмотря на повышение температуры в результате удара. Благодаря углу падения и низкой скорости, ядро ударного объекта не погрузилось в ядро Плутона, а осталось нетронутым после столкновения с ним», – говорит Баллантайн.
Считается, что из-за дефицита массы, гигантская Равнина Спутника будет постепенно приближаться к одному из полюсов планеты. Однако, как ни парадоксально, она находится недалеко от экватора. Ранее это объяснялось тем, что на Плутоне, как и на нескольких других планетных телах во внешней части Солнечной системы, есть подземный океан из жидкой воды. Согласно этой теории, ледяная кора должна быть тоньше в районе Равнины Спутника, а значит, вероятнее всего, именно там находится океан. Поскольку жидкая вода плотнее льда, в конечном итоге получился бы избыток массы, из-за которой впадина и начала бы движение к экватору.
Новое исследование предлагает альтернативную точку зрения. «В нашем моделировании вся первичная мантия Плутона была разрушена в результате удара. Когда материал ядра объекта удара попал на ядро Плутона, это могло создать локальный избыток массы, который может объяснить миграцию к экватору при условии либо полного отсутствия подповерхностного океана, либо тонкого слоя воды», – рассказал Мартин Ютци из Бернского университета.
Ранее ученые обнаружили признаки геотермальной активности на ледяных карликовых планетах. Помимо Плутона, подобные процессы могут быть в недрах Эриды и Макемаке. Сделать такие выводы позволил телескоп «Джеймс Уэбб»: космической обсерватории удалось уловить едва заметные различия в изотопах водорода на поверхности двух холодных космических тел.
Самое популярное
