Наука і цікавості

У Плутона з самого початку міг бути океан рідкої води

Аккреция матеріалу під час утворення Плутона могла генерувати необхідну кількість тепла для існування рідкої води на його поверхні. Нові дослідження показують, що ця карликова планета могла мати океан з тисяч років свого життя, набагато раніше, ніж Земля. Вчені вважають, що цей океан зберігся під крижаною корою і донині, незважаючи на те, що Плутон обертається дуже далеко від Сонця в холодних зовнішніх областях Сонячної системи.

Дослідження, проведені до цього часу, припускали, що Плутон був утворений з холодних скель і крижаних брил, які збиралися разом під дією сили тяжіння у віддаленому поясі Койпера, великої області за орбітою Нептуна, де переважають все більш і більш великі астероїди і карликові планети. Хоча є свідчення того, що в Плутона тепер є рідкий океан під товстою, замерзлої корою, дослідники досі припускали, що цей підповерхневий океан утворився задовго до утворення Плутона, і лід розтанув у результаті тепла від радіоактивних елементів, присутніх в породах Плутона.Нова концепція, запропонована вченими з Каліфорнійського університету в Санта-Крус, перевертає попередні дослідження з ніг на голову.

Так званий сценарій «Гарячий старт», представлений на сторінках журналу Nature Geoscience, вказує на те, що в Плутона й інших великих об’єктів поясу Койпера вже на початковій стадії їх існування були рідкі океани, які повільно замерзали. Вчені прийшли до такого висновку, порівнявши різні теплові моделювання внутрішньої частини Плутона з спостереженнями за карликовою планетою, виконаними космічним зондом New Horizons.Океан в ПлутонеВ липні 2015 року космічний апарат NASA New Horizons («Нові горизонти») пролетів поруч з Плутоном, надавши перші докладні зображення цій далекій карликової планети і її супутників.

На фотографіях показана несподівана топографія об’єкта. Видимі на них тектонічні особливості, такі як глибокі тріщини, вказують на походження процесів замерзання, що відбуваються під поверхнею. Термічна еволюція Плутона і виживання його підземного океану вже давно розглядаються, – сказав Френсіс Ниммо з Каліфорнійського університету в Санта-Крус (UCSC), співавтор дослідження.

– Тепер, коли у нас є знімки поверхні Плутона з місії NASA «Нові горизонти», ми можемо порівняти те, що ми бачимо, з прогнозами різних моделей теплової еволюції, – додав він.Тріщини, видимі на поверхні Плутона, вказують на розширення крижаної кірки, пов’язане з замерзанням підповерхневого океану. NASA / Лабораторія прикладної фізики Університету Джонса Хопкінса / Південно-західний науково-дослідний институтПоскольку вода розширюється, коли вона замерзає, і стискається, коли вона тане, розглянуті сценарії «гарячого» і «холодного» старту мають різні наслідки для тектоніки і виникають внаслідок особливостей поверхні Плутона.

Якщо у Плутона був «холодний старт» і лід танув з-за розпаду радіоактивних елементів, Плутон стиснувся, і ми повинні побачити особливості цього стиснення на його поверхні. Однак, якщо це почалося з «гарячого старту», кора повинна розширюватися, коли океан замерзає, і ми повинні бачити ці особливості на його поверхні. Ми бачимо багато слідів розширення, але не бачимо жодних ознак стиснення.

Наші спостереження більше відповідають концепції, згідно з якою Плутон мав океанічну рідина на ранній стадії, – пояснив Карвер Биерсон з UCSC, провідний автор дослідження.Коли ми дивимося на Плутон сьогодні, ми бачимо дуже холодний, заморожений світ з температурою близько 45 Кельвінів (-228 градусів за Цельсієм). Дивно, що, дивлячись на геологію, записану на його поверхні, ми можемо укласти, що Плутон сформувався дуже швидко, і цей процес досить прогрів його внутрішню частину для створення підземного водного океану, – визнав Биерсон.

Основні дані дослідницької місії New HorizonsИсследователи порівняли геологічні спостереження Плутона, отримані космічним зондом «Нові горизонти», з різними комп’ютерними моделями походження і еволюції Плутона. Вони виявили, що найстаріші частини поверхні Плутона не мали явних ознак стиснення. Найстаріші поверхневі елементи найважче виявити, але схоже, що розширення було як в самій ранній історії Плутона, так і в новій, – сказав Ниммо.

Наступний питання полягало в тому, чи достатньо енергії для Плутона, щоб мати «гарячий старт». Дослідники запропонували два основних джерела енергії – тепло, що виділяється при розпаді радіоактивних елементів всередині карликової планети, і енергія, що виділяється при бомбардуванні поверхні Плутона астероїдами і більш дрібними шматочками породи на ранній стадії еволюції об’єкта.Розрахунки Биерсона показали, що, якщо вся енергія від метеорних ударів буде збережена у вигляді тепла, це неминуче призведе до рідкого океану.

На практиці, однак, значна частина цієї енергії буде випромінюватися в космос. Дослідники відзначили, що «гарячий старт» дозволив би створити карликову планету з допомогою інтенсивного бомбардування камінням менш ніж за 30 000 років. Потім, на думку дослідників, після того, як об’єкт охолов і крижана кора швидко почала рости, тепло від розпаду радіоактивних елементів стала основним фактором розширення плутонианской кори.

Нові результати показують, що інші великі об’єкти пояса Койпера, можливо, також мали «гарячий старт» і океани рідкої води на ранній стадії еволюції. Ці океани можуть існувати до наших днів на найбільших об’єктах пояса Койпера, на карликових планет та Макемаке Еріда. Навіть у такій холодній середовищі, далеко від Сонця, всі ці світи могли б сформуватися швидко і з рідкими океанами, – підкреслив Биерсон.
Джерело: Університет Каліфорнії В Санта-Круз

Related posts

Leave a Comment