PopularEditorialNewBest

10 крутых вещей, которые мы знаем о Плутоне

3В закладки

Пять лет спустя после пролета New Horizons Плутон оказался одним из самых геологически активных и захватывающих мест в Солнечной системе, далеким от прежних представлений о нем, как  инертном ледяном шаре.

Джереми Рем, Лаборатория прикладной физики, некоммерческое подразделение Университета Джонса Хопкинса


Пять лет назад космический корабль NASA New Horizons — разработанный, построенный и эксплуатируемый Лабораторией прикладной физики университета Джонса Хопкинса (APL) в Лореле, штат Мэриленд, — вошел в историю. После почти 10-летнего путешествия и более 3 миллиардов миль полета бесстрашный зонд размером с пианино пролетел в 7800 милях от Плутона. Впервые мы увидели поверхность этого далекого мира в эффектных цветных деталях.

Этот пролет, который также включал детальный взгляд на самую большую из пяти лун Плутона, Харон, увенчал первоначальную разведку планет, начатую миссией NASA «Mariner-2» более 50 лет назад. Он открыл ледяной мир, изобилующий великолепными ландшафтами и геологией — возвышающиеся горы, гигантские ледяные щиты, ямы, обрывы, долины и ландшафты, которые больше нигде не встречаются в Солнечной системе.

И это было только начало.

«New Horizons» превратил Плутон из нечеткой телескопической точки в живой мир с потрясающим разнообразием и удивительной сложностью», — сказал Хэл Уивер, исследователь проекта New Horizons в APL. «Встреча с Плутоном была лучшим исследованием, настоящей наградой предвидению и настойчивости команды New Horizons».

За пять лет, прошедших с этого новаторского пролета, почти все предположения о том, что Плутон может быть инертным ледяным шаром, были выброшены или перевернуты с ног на голову.

«Для меня ясно, что самое лучшее Солнечная система приберегла напоследок!» сказал Алан Стерн, главный исследователь New Horizons из Юго-западного исследовательского института, Боулдер, штат Колорадо. «Мы не могли бы исследовать более захватывающую или научно значимую планету на краю нашей солнечной системы. Команда New Horizons работала в течение 15 лет, чтобы спланировать и выполнить этот полет, и Плутон не разочаровал нас!»

Ученые теперь знают, что, несмотря на то, что Плутон буквально очень холоден, он является захватывающим, активным и научно ценным миром. Невероятно, но он содержит некоторые ключи, которые помогут лучше понять другие маленькие планеты в дальних пределах нашей солнечной системы.

Вот 10 самых крутых, самых странных и самых неожиданных результатов о системе Плутона, которые ученые узнали с 2015 года благодаря данным New Horizons.

1. У Плутона есть «сердце», и оно управляет активностью планеты

Изображение Плутона и его самой большой луны Харона в естественном цвете, составленное по изображениям, снятым космическим кораблем NASA «New Horizons» 13 и 14 июля 2015 года.
Credit: NASA/APL университета Джонса Хопкинса/Юго-Западный исследовательский институт

Иногда вам просто нужно следовать своему сердцу, и Плутон, похоже, принял этот совет буквально.

Сердце Плутона — одна из характерных черт, которые «New Horizons» наблюдали и отображали в высоком разрешении во время пролета, — это огромный ледник на миллион квадратных миль. Левый желудочек сердца, называемый Sputnik Planitia, буквально вынудил карликовую планету переориентироваться, поэтому это место теперь почти прямо противоположно луне Плутона Харону.

«Этот процесс называется истинным полярным блужданием — это когда планетарное тело меняет свою ось вращения, обычно в ответ на большие геологические процессы», — сказал Джеймс Таттл Кин, ученый-планетолог и член команды New Horizons в Лаборатории реактивного движения в Пасадене, Калифорния.

Нынешнее положение Sputnik Planitia не случайно. Это холодная ловушка, в которой скопились азотные льды, образовав ледяной покров толщиной не менее 2,5 миль (4 км). Постоянный дисбаланс этой огромной массы в сочетании с приливными рывками и притяжением Харона, когда он вращался вокруг Плутона, буквально наклонил карликовую планету, так что бассейн выровнялся ближе по приливной оси между Плутоном и Хароном.

«Это событие также, вероятно, было причиной разрушения поверхности Плутона и создания множества гигантских разломов в его коре, которые зигзагообразно пересеклись с большими частями Плутона», — сказал Кин.

Считается, что бассейн сформировался к северо-западу от его нынешнего местоположения и ближе к северному полюсу Плутона. И если льды продолжат накапливаться в бассейне, Плутон продолжит переориентироваться.

Но это еще не все в этой истории …

2. Вероятно, огромный жидкий водный океан плещется под поверхностью Плутона

Изображение: Sputnik Planitia
Credit: Джеймс Таттл Кин

Собранные льды, возможно, не единственное, что помогло переориентировать Sputnik Planitia. Данные New Horizons из этого бассейна показывают, что под ним может быть более тяжелая масса, которая сыграла свою роль, и ученые подозревают, что более тяжелая масса представляет собой водный океан.

«Это было удивительное открытие», — сказал Кин. «Это сделало Плутон призрачным «океаническим миром», таким же, как Европа, Энцелад и Титан». Несколько других свидетельств, в том числе тектонические структуры, видимые на фотографиях от New Horizons, также указывают на океан под корой Плутона.

Sputnik Planitia, вероятно, был создан около 4 миллиардов лет назад под воздействием удара объекта пояса Койпера размером от 30 до 60 миль (50–100 километров), который вырезал огромный кусок ледяной корки Плутона и оставил только тонкий, слабый слой льда. Подповерхностный океан, вероятно, вторгся в бассейн снизу, и позже толстый слой азотного льда, видимый там сейчас, лег сверху.

Последние модели, основанные на изображениях планеты, предполагают, что этот жидкий океан, возможно, мог возникнуть в результате быстрого и бурного формирования Плутона.

3. Плутон все еще может быть тектонически активным, потому что подповерхностный океан пока жидкий

Иллюстрация внутренней структуры Sputnik Planitia на Плутоне.
Credit: Джеймс Таттл Кин

Огромные разломы тянутся на сотни миль и врезаются примерно на 2,5 мили в ледяную кору, покрывающую поверхность Плутона. Одним из способов, которым ученые объясняют появление этих трещин на Плутоне, — постепенное замерзание океана под его поверхностью.

Вода расширяется, когда она замерзает, и под ледяной коркой это расширение будет толкать и растрескивать поверхность, как кубик льда в вашей морозильной камере. Но если температура достаточно низкая, а давление достаточно высокое, кристаллы воды могут начать формировать более компактную кристаллическую конфигурацию, и лед снова сожмется.

Модели, использующие данные New Horizons, показали, что Плутон имеет условия для такого типа сжатий, но он не имеет каких-либо известных геологических особенностей, которые указывают на то, что сжатие произошло. Для ученых это означает, что сегодня подземный океан все еще находится в процессе замерзания и потенциально может создавать новые разломы на поверхности.

«Если Плутон является активным океаническим миром, это говорит о том, что пояс Койпера может быть заполнен другими океанскими мирами на карликовых планетах, что резко увеличивает число потенциально обитаемых мест в нашей солнечной системе», — сказал Кин.

Но хотя жидкий океан Плутона, вероятно, все еще существует и сегодня, ученые подозревают, что в большинстве мест (хотя и не под Sputnik Planitia) он изолирован почти под 200 милями (320 км) льда. Это означает, что он, вероятно, не касается поверхности сегодня; но в прошлом это могло происходить из-за вулканической деятельности, названной криовулканизмом.

4. Плутон был и все еще может быть вулканически активным

Крупный план Wright Mons, одного из двух потенциальных криовулканов, обнаруженных New Horizons на поверхности Плутона в июле 2015 года.
Credit: NASA/APL университета Джонса Хопкинса/Юго-Западный исследовательский институт

Но, возможно, этот вулканизм не такой, о котором вы подумали.

На Земле расплавленные лавовые брызги, пузыри и извержения из подводных трещин проходят через вулканы, высотой в несколько миль и выступающие из океанов, как на Гавайях. Но на Плутоне имеются многочисленные свидетельства того, что какая-то холодная слякотная криолава пролилась по поверхности в различных точках.

Ученые называют это «криовулканизмом».

Wright Mons и Piccard Mons, две большие горы к югу от Sputnik Planitia, имеют глубокие центральные ямы, которые, по мнению ученых, скорее всего являются устьями криовулканов, не похожих ни на какие другие, найденные в Солнечной системе.

К западу от Sputnik Planitia находится Viking Terra с длинными трещинами и грабенами, которые также свидетельствуют о наличии некогда струящейся криолаве по всей поверхности.

А еще дальше к западу от спутника Planitia находится область Virgil Fossae, где богатые аммиаком криолавы, по-видимому, вырвались на поверхность и покрыли площадь в несколько тысяч квадратных километров красными органическими молекулами не более 1 миллиарда лет назад, если не совсем недавно.

И кстати о недавнем прошлом…

5. Ледники прорезают поверхность Плутона даже сегодня, и они делали это в течение миллиардов лет

На этом детальном изображении ледников на Sputnik Planitia, шириной около 50 миль, видны тысячи ям на его поверхности азотного льда, а также увеличенные схемы циркуляции. Ученые подозревают, что «острова» — это плавучие айсберги из водяного льда или, возможно, вершины ледяных гор.
Credit: NASA APL университета Джонса Хопкинса / Юго-Западный исследовательский институт

Плутон присоединяется к Земле, Марсу и горстке лун с активно текущими ледниками.

К востоку от Sputnik Planitia находятся десятки в основном азотно-водных ледников, которые спускаются с изрытых ямами высокогорий в бассейн, вырезая долины по ходу движения. Ученые предполагают, что источником ледникового льда являются сезонные и «мезосезонные» циклы азотных льдов, которые сублимируются изо льда в пар, перемещаются вокруг карликовой планеты и затем замерзают на поверхности.

Но эти ледники не похожи на наши ледники с водяным льдом здесь, на Земле. С одной стороны, любой расплав внутри них не упадет к дну ледника — он поднимется к вершине, потому что жидкий азот менее плотный, чем твердый азот. Поскольку этот жидкий азот появляется на вершине ледника, он потенциально даже извергается в виде струй или гейзеров. Кроме того, существует тот факт, что часть поверхности Плутона состоит из водяного льда, который немного менее плотен, чем азотный лед. По мере того как ледники Плутона высекают поверхность, некоторые из этих «ледяных» скал поднимутся вверх по леднику и будут плавать, как айсберги. Такие айсберги можно увидеть на нескольких снимках Sputnik Planitia, крупнейшего из известных ледников Плутона, протяженностью более 620 миль (1000 км) в поперечнике — размером с Оклахому и Техас вместе взятых.

6. Плутон имеет конвекционные камеры на своем гигантском леднике Sputnik Planitia

Ученые из миссии New Horizons использовали самые современные компьютерные симуляции, чтобы показать, что поверхность спутника Planitia Плутона покрыта вспенивающимися ледяными «клетками», которые геологически молоды и переворачиваются из-за процесса, называемого конвекцией.
Credit: NASA/APL университета Джонса Хопкинса / Юго-Западный исследовательский институт

Увеличьте изображение поверхности Sputnik Planitia, и вы увидите нечто необычное для Солнечной системы: сеть странных многоугольников на льду, каждый по крайней мере 6 миль (10 километров) в поперечнике, вспенивающихся на поверхности ледника

Хотя они и напоминают клетки под микроскопом, это не так — они свидетельствуют о том, что внутреннее тепло Плутона пытается вырваться из-под ледника и образует пузырьки восходящего и нисходящего азотного льда, что-то вроде горячей лавовой лампы.

Теплый лед поднимается в центр клеток, в то время как холодный лед тонет вдоль их краев. Нет ничего подобного ни в одном из ледников Земли, ни где-либо еще в Солнечной системе, которую мы исследовали!

7. У Плутона буквально бьется «сердце», которое контролирует его атмосферу и климат

Изображение Sputnik Planitia в высоком разрешении. Яркое пространство — западная доля знаменитого «сердца» Плутона, богатого азотом, окисью углерода и метановыми льдами.
Credit: Johns Hopkins APL / Юго-западный исследовательский институт

Каким бы холодным и далеким ни был Плутон, его ледяное «сердце» все еще бьется в ежедневном ритме, который управляет атмосферой и климатом Плутона во многом так же, как Гренландия и Антарктида помогают контролировать климат Земли

Азотные льды в форме сердца Tombaugh Regio​ каждый день проходят цикл, сублимируясь из льда в пар при дневном солнечном свете и конденсируясь обратно на поверхность в течение холодной ночи. Каждый раунд действует как сердцебиение, приводя в движение азотные ветры, которые циркулируют вокруг планеты со скоростью до 20 миль в час.

«Сердце Плутона фактически контролирует циркуляцию атмосферы», — прокомментировал Танги Бертран, ученый-планетолог из Исследовательского центра Эймса NASA в Маунтин-Вью, Калифорния.

Сложные модели прогноза погоды, созданные Бертраном с использованием данных New Horizons, показывают, что, когда эти льды возвышаются в северных пределах ледяного сердца Плутона и замерзают в южной части, они гонят быстрые ветры в западном направлении — любопытно, что они противоположны восточному вращению Плутона. Эти западные ветры, натыкающиеся на изрезанную топографию на окраинах сердца Плутона, объясняют, почему на западном краю Sputnik Planitia есть ветровые полосы.Это — замечательное открытие, учитывая,что атмосфера Плутона составляет всего 1/100 000 атмосферы Земли, сказал Бертран. Они также объясняют некоторые другие удивительные пустынные особенности….

8. Плутон имеет дюны

Крупный план ледяных гор на северо-западных окраинах ледника Sputnik Planitia.
Credit: NASA/APL университета Джонса Хопкинса / Юго-Западный исследовательский институт

Это не Сахара или пустыня Гоби. Это Плутон. Сотни дюн простираются по крайней мере на 45 миль (75 километров) от западного края Sputnik Planitia, и ученые подозревают, что они сформировались недавно.

Дюны нуждаются в небольших частицах и устойчивом, движущем ветре, который может поднимать и сдувать песчинки или что-то еще. И, несмотря на свою слабую гравитацию, разреженную атмосферу, экстремальный холод и поверхностный состав льдов, Плутон, по-видимому, имел (или все еще может иметь) все необходимое для создания дюн.

Водяные ледяные горы на северо-западных окраинах ледника Спутник могут обеспечивать частицы, а бьющееся азотное «сердце» Плутона обеспечивает ветры. Однако вместо кварцевых, базальтовых и гипсовых песков, которые иногда уносят силой ветра на Земле, ученые подозревают, что дюны на Плутоне представляют собой гранулы метанового льда размером с песок, переносимые ветрами, которые дуют со скоростью не более 20 миль в час, хотя и с учетом размеров дюн ветры, возможно, были сильнее, и атмосфера в прошлом была намного плотнее.

9. У Плутона и Харона почти нет маленьких кратеров, и это важно

Крупный план изрезанных ледяными кратерами равнин в бассейне Burney Basin.
Credit: NASA/APL университета Джонса Хопкинса / Юго-Западный исследовательский институт

Нахождение кратеров на поверхности планет является своего рода нормой в космосе. Но если есть одна ненормальная вещь в системе Плутона, это то, что ни у Плутона, ни у Харона нет множества маленьких кратеров — они почти все большие.

«Это нас удивило, потому что было меньше маленьких кратеров, чем мы ожидали, а это значит, что меньше мелких объектов пояса Койпера, чем мы ожидали», — говорит Келси Сингер, помощник научного сотрудника проекта New Horizons и со-исследователь из Юго-западного исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо.

Анализ изображений кратеров на фото от New Horizons показывает, что лишь немногие объекты диаметром менее мили бомбардировали оба мира. Поскольку у ученых нет никаких оснований полагать, что тектоническая активность стерла бы с поверхности эти небольшие кратеры, это может означать, что пояс Койпера, в основном, лишен очень маленьких объектов.

«Эти результаты дают нам подсказку о том, как сформировалась Солнечная система, потому что они рассказывают нам о численности строительных блоков более крупных объектов, таких как Плутон и даже, возможно, Земля», — сказал Сингер. «Каждый раз, когда мы отправляемся в новое место в Солнечной системе, мы находим сюрпризы, которые бросают вызов современным теориям», — добавил Сингер. «Пролет New Horizons сделал именно это, и во многих отношениях!»

10. У Харона было вулканическое прошлое и оно может стать ключом к пониманию других ледяных миров

Улучшенное цветное изображение самой большой луны Плутона, Харона. Цвета обрабатывались, чтобы наилучшим образом выделить изменение свойств поверхности по всей луне; наиболее поразительным является красноватый северный (верхний) полярный регион.
Credit: NASA/APL университета Джонса Хопкинса / Юго-Западный исследовательский институт

New Horizons также запечатлели потрясающие изображения луны Плутона Харона, и они также показали некоторую удивительную геологию.

На стороне Харона, которую New Horizons изобразили в высоком разрешении, имеется два различных типа местности: огромная, простирающаяся на юг равнина, официально называемая Vulcan Planitia, по крайней мере размером с Калифорнию, и пересеченная местность, в разговорной речи называемая Oz Terra, которая простирается на север к северному полюсу Харона. Похоже, что они образовались в результате замерзания и расширения (как вы уже догадались!) древнего океана под корой Харона.

Умеренное расширение на севере создало изрезанную гористую местность Oz Terra, наблюдаемую сегодня, в то время как расширение на юге пробивалось сквозь вентиляционные отверстия, трещины и другие отверстия в виде криолавы, разливаясь по поверхности. На самом деле, Vulcan Planitia считается гигантским криопотоком, который охватил весь регион в начале истории Харона. Подобные особенности существуют на некоторых ледяных спутниках по всей Солнечной системе, включая гигантскую луну Нептуна Тритон, спутники Сатурна Тетис, Диона и Энцелад, а также спутники Урана Миранда и Ариэль. И благодаря детальным изображениям Харона из New Horizons, модели прошлого Харона могут быть Розеттским камнем, чтобы помочь в понимании вулканической и геологической активности в других ледяных мирах тоже.

Это перевод статьи 10 Cool Things We Know About Pluto.


Media contact: Jeremy Rehm, 240-592-3997, Jeremy.Rehm@jhuapl.edu

The Applied Physics Laboratory, a not-for-profit division of The Johns Hopkins University, meets critical national challenges through the innovative application of science and technology. For more information, visit www.jhuapl.edu.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

32
Войдите, чтобы видеть ещё 2 комментария, участвовать в обсуждении и не видеть рекламу.
Начинающий Томаш Пескек
Вечность назад

Спасибо, интересный перевод! И хорошее оформление материала :)

Идейный Спок
Вечность назад

Интересно. Спасибо)

Коррозийный Инопланетянин
Вечность назад

Сколько ещё удивительного и необычного в нашей солнечной системе!

Показать скрытые комментарии

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Отправить Отмена
[X]
If you were unable to log in, try this link.