Знаменитое сердце Плутона — вовсе не гладкое замёрзшее украшение. Новый анализ снимков, сделанных во время пролёта зонда NASA «Новые горизонты», указывает на то, что жидкий азот может время от времени подниматься сквозь трещины в северной части равнины Спутника — колоссального ледника, образующего западную долю региона в форме сердца.
Исследование основано на наблюдениях, собранных во время сближения космического аппарата с Плутоном в 2015 году. Учёные сосредоточились на тонких тёмных линиях и более широких тёмных пятнах в толще ледника. Эти узоры напоминают участки на Земле, где ледник был увлажнён жидкостью. Однако на Плутоне обычный дождь — неправдоподобное объяснение: атмосфера здесь слишком разрежена, а температуры чересчур низки, чтобы жидкий азот мог выпадать из облаков.
Ледник из азота
Равнина Спутника — это замёрзший азотный ледник, по площади превышающий Техас и Оклахому вместе взятые. Его поверхность разделена на многоугольные конвекционные ячейки, в которых азотный лёд медленно движется и обновляет поверхность. Ледник состоит не из привычного земного водяного льда: при плутонианских температурах водяной лёд образует твёрдый, похожий на коренную породу материал, тогда как азот способен замерзать, сублимироваться и течь в гораздо более крупных масштабах.
Новая работа предполагает, что некоторые из тёмных образований могут быть временными влажными пятнами. Жидкий азот мог бы выходить из-под ледника, растекаться вдоль трещины или неглубокого канала, а затем снова замерзать или испаряться. Это объяснило бы, почему данные отметины выглядят иначе, чем старые, постоянно обнажённые участки.
Почему жидкость поднимается
Предлагаемый процесс иногда называют придонным таянием. Тепло из недр Плутона способно разогреть основание ледника достаточно, чтобы создать небольшие объёмы жидкого азота. Поскольку жидкий азот менее плотен, чем твёрдый, он может двигаться вверх по трещинам, а не тонуть во льду. Идея кажется противоречащей интуиции лишь в том случае, если считать лёд Плутона неподвижной оболочкой. Равнина Спутника — это, скорее, медленно циркулирующий замёрзший бассейн. Азот может менять фазу по мере смены сезонов на Плутоне, а внутреннее тепло способно изменять материал на глубине. Поверхность фиксирует эти изменения ещё долго после того, как сама жидкость исчезает.
На Плутоне нет рек, текущих по поверхности, но данные указывают на прерывистое, локальное движение, которое может оставлять тёмный след, прежде чем вещество замёрзнет или исчезнет. Если эта интерпретация верна, тёмные отметины показывают, что поверхность Плутона по-прежнему откликается на изменения, происходящие внизу.
Что снимки могут и не могут показать
«Новые горизонты» совершили стремительный пролёт, поэтому не наблюдали один и тот же участок Плутона на протяжении многих сезонов. Снимки дают геологический мгновенный срез, а не покадровый фильм. Исследователи сопоставляют внешний вид тёмных образований с физическими моделями и сравнениями с ледниковыми процессами на Земле. Статья, опубликованная 31 июля в Planetary Science Journal, объединяет знания о геологии Плутона и опыт изучения земных ледников. Такое сочетание важно, потому что предлагаемое объяснение опирается как на химию азотного льда, так и на формы, оставляемые движущимися жидкостями.
Это открытие пополняет массив свидетельств того, что Плутон обладает сложным внутренним устройством. У карликовой планеты есть горы из водяного льда, огромный азотный ледник, тонкая атмосфера и признаки относительно молодой поверхностной активности. Небольшое количество жидкости, движущейся сквозь ледник, дало бы учёным ещё один способ связать поверхность с теплом, запасённым в недрах. Для проверки этой идеи потребуются новые наблюдения с космических аппаратов; пока же результат представляет собой осторожный вывод на основе снимков «Новых горизонтов» — аппарат не собирал образцы жидкого азота. Этот вывод превращает набор тёмных отметин в далёком леднике в вопрос о том, как ледяной мир продолжает меняться после своего первого близкого знакомства с космическим зондом.
Источники:
Материал подготовлен на основе исследования, опубликованного 31 июля в Planetary Science Journal, данных пролёта космического аппарата NASA «Новые горизонты» 2015 года, а также сравнительного анализа земных ледниковых процессов и физических моделей поведения азотного льда при плутонианских температурах.
Ваш комментарий