Под ледяным «сердцем» Плутона, скорее всего, огромный океан
На днях астрономы представили лучшие на данный момент доказательства существования океана в неожиданном месте — на карликовой планете Плутон, в темных глубинках Солнечной системы. Там, где азот и другие летучие газы замерзают, а вода превращается в твердый как камень лед. Десятки лет ученые задумывались о том, может ли этот лед выступать в качестве «утеплителя» и сохранять остатки тепла и влаги глубоко внутри Плутона и других объектов, так далеко от Солнца. Однако все это время у них не было данных, которые могли бы подтвердить эти удивительные предположения.
Все изменилось, когда в прошлом году мимо Плутона пролетела миссия NASA «Новые горизонты». Среди многих чудес карликовой планеты, самой яркой и поразительной особенностью, которую увидел зонд, была равнина в форме сердца шириной 1600 километров, растянувшаяся по всей поверхности далекого мира. Сердце назвали «регионом Томбо» в честь первооткрывателя Плутона, американского астронома Клайда Томбо. Трещины и разломы в регионе Томбо и других частях планеты предположили, что приповерхностный слой водянистой каши медленно промерзает, ломая поверхность при расширении. Впрочем, эти трещины могли бы объяснить и другие, более сухие поверхности. В среду в Nature появилось два исследования, которые укрепили веру ученых в то, что ледяной сердце Плутона прячет теплый и влажный внутренний мир.
«Если мы правы, океаны во внешней Солнечной системе довольно распространены, а другие объекты подобного размера к Плутону тоже могут иметь подповерхностные океаны», говорит Фрэнсис Ниммо, ведущий автор одного из исследования, планетолог Калифорнийского университета в Санта-Крус.
Новые свидетельства в пользу океана на Плутоне пришли от западной доли региона Томбо шириной в 1000 километров, которую неформально именуют Sputnik Planitia. «Спутник Планиция» довольно странная, если сравнивать с остальной частью твердой, усеянной кратерами, старой поверхности Плутона, поскольку покрыта ярким, относительно свежим льдом и не имеет кратеров. Ученые объяснили молодой вид Sputnik Planitia тем, что это древний ударный бассейн — гигантский кратер, заполненный толстыми льдинами молодого льда, который под действием просачивающегося снизу тепла подтаивает и освежает поверхность. Самое любопытное в Sputnik Planitia — это его расположение: вдоль экватора в любопытном выравнивании относительно крупнейшей луны Плутона Харон. Харон приливно заблокирован с Плутоном, его орбита синхронизирована с вращением Плутона, поэтому он как бы завис в неподвижности над регионом, прямо противоположным Sputnik Planitia.
«Если провести линию от центра Харона через центр Плутона к дальней стороне планеты, она выйдет очень близко к Sputnik Planitia», говорит Джеймс Татл Кин, докторант Аризонского университета в Тусоне и ведущий автор другого исследования в Nature. Вероятность того, что гигантский удар произведет кратер так точно выровненный с Хароном, довольно мала, говорит Кин, поэтому он решил поискать другое объяснение. Его команда использовала данные «Новых горизонтов» и наземных телескопов для создания моделей того, как формирование Sputnik Planitia могло повлиять на недра и орбитальную эволюцию Плутона.
Обе команды обнаружили, что странное выравнивание с Хароном проще всего объяснить тем, что Sputnik Planitia намного массивнее окружающих регионов на Плутоне. За миллионы лет эта «аномалия положительной массы» привела к тому, что вся планета наклонилась и попала в настоящее положение. Моделируя процесс, команда Кина обнаружила, что если бы Sputnik Planitia сформировался к северо-западу от своего настоящего положения, последствия его переориентации через экватор привели бы к появлению трещин, каньонов и гор, которые практически соответствуют наблюдаемым «Новыми горизонтами».
Команда Ниммо считает, что подповерхностный океан — наиболее вероятная причина того, что Sputnik Planitia тяжелее своего окружения. Рождение этого региона в ходе гигантского столкновения должно было поднять так много льда с поверхности Плутона, что водянистая слякоть поднялась и уплотнилась, образовав такой синяк на поверхности планеты. Модели Ниммо говорят о том, что океан Плутона глубиной в 100 километров и ему миллиарды лет, в нем много жидкого аммиака, естественного антифриза, который присутствует во многих ледяных телах внешней Солнечной системы. Хотя океан Плутона мог бы в принципе поддерживать жизнь, он заперт под 200-километровой толщей льда и очень далек от Земли, поэтому исследовать его вряд ли получится — проще поискать жизнь в других подповерхностных океанах Солнечной системы.