Плутон не всегда являлся ледяной глыбой. Раньше там был горячий океан
Сегодня карликовая планета Плутон вращается вокруг Солнца на краю нашей Солнечной системы, а средняя температура ее поверхности составляет негостеприимные -223 °C, однако так было не всегда.
Ученые долгое время полагали, что Плутон зародился как ледяная сфера в поясе Койпера. Многие исследователи также уверены, что под ледяной оболочкой планеты находится жидкий океан, толщина которого оценивается в 400 километров. Происхождение этого океана объяснялось тем, что радиоактивные элементы возле твердого ядра Плутона в процессе распада нагрели лед достаточно, чтобы образовать подземный океан.
Когда в 2015 году космический аппарат NASA New Horizons пролетел над Плутоном и его спутниками, миссия предоставила подробные изображения и данные, которые бросили вызов этим научным предположениям.
В новом исследовании ученые использовали геологические наблюдения поверхности Плутона, смоделировав и сравнив сценарии с горячим и холодным формированием карликовой планеты. Исследователи пришли к выводу, что поверхностные элементы на Плутоне лучше всего соответствуют горячему сценарию.
В этом сценарии жидкий океан медленно замерзает с течением времени, хотя и не полностью, и вызывает разломы, наблюдаемые New Horizons в ледяной коре Плутона. Наиболее древние из трещин указывают на расширение с самых первых шагов — а значит, жидкость присутствовала на Плутоне изначально.
«Если бы реализовывался холодный сценарий, а лед под поверхностью таял, мы бы увидели признаки сжатия на поверхности Плутона. И наоборот, в случае горячего сценария, мы бы увидели признаки расширения по мере замерзания океана. В итоге, мы видим много свидетельств расширения, но не видим никаких признаков сжатия, поэтому наблюдения более соответствуют тому, что Плутон начинал с жидкого океана», — говорит Карвер Бьерсон.
Эти выводы поставили перед учеными новый вопрос: что вызвало формирование раннего океана на поверхности Плутона? Исследователи полагают, что Плутон не только был горячим, но и сформировалось очень быстро. По версии исследователей, в процессе формирования планета подвергалась массовым ударным воздействиям астероидов, что многократно нагревало ее поверхность. Кроме того, источником тепла мог служить сам процесс аккреции вещества на зародыш будущей планеты. В таком сценарии Плутон сформировался менее чем за 30 000 лет.
Независимо от того, как образовался Плутон, сегодня его океан поддерживается теплом радиоактивного распада в скалистом ядре карликовой планеты, а толстая ледяная оболочка изолирует океан под ним, говорит Бьерсон.
Эти данные также свидетельствуют о том, что другие крупные планеты-карлики в ледяном поясе Койпера, в том числе Макемаке и Эрида, сформировались похожим образом. Кроме того, подземные океаны могли взаимодействовать с материалами из ядра и намекать на прошлую потенциальную обитаемость или уникальную химию этих океанов, но данных, подтверждающих это, пока нет.
New Horizons после пролета возле Плутона в 2019 году достиг другого объекта пояса Койпера — астероида под названием Аррокот. Бьерсон надеется, что космический аппарат теперь сможет подойти близко к карликовой планете Хаумеа.
«Хаумеа достаточно велика, чтобы образовать подземный океан, но настолько мала, что, вероятно, замерзла несколько миллиардов лет назад. Этот процесс замерзания все еще может быть записан на ее поверхности. Хаумеа также имеет кольцо материала вокруг и вращается так быстро, что имеет вытянутую форму мяча для регби. Это действительно странный мир, и было бы удивительно посмотреть, что за история записана на его поверхности», — заключает Бьерсон.
Узнайте, зачем NASA планирует миссию на крупнейший спутник Нептуна.
