Co leží pod ledovým srdcem Pluta? Nový výzkum naznačuje, že by mohl existovat slaný oceán podobný Mrtvému moři o tloušťce více než 100 kilometrů.
"Tepelné modely interiéru Pluto a tektonické důkazy nalezené na povrchu naznačují, že může existovat oceán, ale není snadné odvodit jeho velikost nebo cokoli jiného," řekl Brandon Johnson z Brown University. "Podařilo se nám omezit její tloušťku a získat nějaké vodítka o složení."
Výzkum Johnson a jeho týmu se zaměřil na „srdce“ Pluta - na region neformálně nazvaný Sputnik Planum, který byl vyfotografován kosmickou lodí New Horizons během jejího letu v Plutu v červenci 2015.
Hlavní vyšetřovatel New Horizons Alan Stern označil Sputnik Planum za „jeden z nejúžasnějších geologických objevů za 50 a více let planetárního průzkumu“ a předchozí výzkum ukázal, že současný stav ledové konvekce se zdá, že se tento region neustále obnovuje.
Srdcem je 900 km široká pánev - větší než kombinace Texasu a Oklahomy - a zdá se, že alespoň její západní polovina byla vytvořena nárazem, pravděpodobně předmětem 200 nebo více kilometrů.
Johnson a jeho kolegové Timothy Bowling z University of Chicago a Alexander Trowbridge a Andrew Freed z Purdue University modelovali dynamiku nárazu, která vytvořila masivní kráter na povrchu Pluta, a také se zaměřila na dynamiku mezi Plutem a jeho měsícem Charon.
Oba jsou navzájem svisle uzamčeni, což znamená, že se při otáčení vždy navzájem ukazují stejnou tvář. Sputnik Planum leží přímo na přílivové ose spojující dva světy. Tato pozice naznačuje, že povodí má tzv. Pozitivní hmotnostní anomálii - má větší hmotnost než je průměr pro ledovou kůru Pluta. Jak se Charonova gravitace táhne na Pluto, tahalo by se úměrně více na oblastech s vyšší hmotností, které by nakloňovaly planetu, dokud se Sputnik Planum nevyrovná s přílivovou osou.
Takže místo toho, aby byl kráter dírou v zemi, byl skutečně zaplněn zpět. Část z toho byla vyplněna proudícím dusíkem z ledu. Zatímco tato ledová vrstva přidává do pánve nějakou hmotu, není sama o sobě dostatečně tlustá, aby Sputnik Planum měla pozitivní hmotnost.
Zbytek této hmoty, řekl Johnson, může být tvořen kapalinou, která se skrývá pod povrchem.
Johnson a jeho tým to vysvětlili takto:
Stejně jako bowlingová koule dopadla na trampolínu, velký náraz vytváří na povrchu planety jamku a následný odraz. Toto odskočení táhne materiál vzhůru z hloubky v nitru planety. Pokud je tento materiál s vyšší hmotností hustší než materiál, který byl při nárazu vystřelen, kráter skončí se stejnou hmotností, jakou měl před dopadem. Toto jev, který geologové označují jako izostatickou kompenzaci.
Voda je hustší než led. Pokud by tedy pod ledovou skořápkou Pluta byla vrstva tekuté vody, mohla by se po dopadu na Sputnik Planum navarit a večer vykrojit kráterovou hmotu. Pokud by nádrž začala s neutrální hmotou, pak by vrstva dusíku uložená později stačila k vytvoření pozitivní anomálie hmoty.
"Tento scénář vyžaduje tekutý oceán," řekl Johnson. „Chtěli jsme spustit počítačové modely dopadu, abychom zjistili, zda se to skutečně stane. Zjistili jsme, že produkce pozitivní masové anomálie je ve skutečnosti docela citlivá na to, jak silná je oceánská vrstva. Je také citlivý na slanost oceánu, protože obsah soli ovlivňuje hustotu vody. “
Modely simulovaly dopad objektu dostatečně velkého, aby vytvořily povodí velikosti Sputnik Planum zasáhnou Pluto rychlostí očekávanou pro tuto část sluneční soustavy. Simulace předpokládala různé tloušťky vodní vrstvy pod kůrou, od žádné vody po vrstvu o tloušťce 200 kilometrů.
Scénář, který nejlépe rekonstruoval pozorovanou hloubku velikosti Sputnik Planum, a zároveň vytvořil kráter s kompenzovanou hmotou, byl scénář, ve kterém má Pluto oceánskou vrstvu tlustou více než 100 kilometrů a slanost kolem 30 procent.
"To nám říká, že pokud je Sputnik Planum skutečně pozitivní masovou anomálií - a zdá se, jako by to bylo - musí tu být oceánská vrstva o délce nejméně 100 kilometrů," řekl Johnson. "Je mi docela úžasné, že toto tělo máte tak daleko ve sluneční soustavě, že stále může mít tekutou vodu."
Johnson on a další vědci budou pokračovat ve studiu dat zaslaných společností New Horizons, aby získali jasnější představu o zajímavém interiéru a možném oceánu Pluta.
Další čtení: Brown University, New Horions / APL
