Što se krije ispod ledenog srca Plutona? Nova istraživanja pokazuju kako bi mogao postojati slani ocean nalik Mrtvom moru debljine više od 100 kilometara.
"Toplinski modeli unutrašnjosti i tektonskih dokaza Plutona pronađeni na površini ukazuju na to da ocean može postojati, ali nije lako zaključiti njegovu veličinu ili nešto drugo o tome", rekao je Brandon Johnson sa sveučilišta Brown. "Uspjeli smo staviti određena ograničenja na njegovu debljinu i dobiti neke tragove o sastavu."
Istraživanje Johnsona i njegovog tima usredotočilo je Plutonovo "srce" - regiju koja se neformalno zove Sputnik Planum, a koju je svemirska letjelica New Horizons fotografirala tijekom leta Plutona u srpnju 2015. godine.
Glavni istraživač New Horizonsa Alan Stern nazvao je Sputnik Planum "jednim od najčudesnijih geoloških otkrića u 50 godina planetarnog istraživanja", a prethodna su istraživanja pokazala da se čini da se regija neprekidno obnavlja ledenom konvekcijom.
Srce je bazen široki 900 km - veći od kombinacije Teksasa i Oklahome - a čini se da je barem zapadna polovica nastala udarom, vjerojatno objektom 200 kilometara ili većim.
Johnson i njegovi kolege Timothy Bowling sa sveučilišta u Chicagu te Alexander Trowbridge i Andrew Freed sa sveučilišta Purdue modelirali su dinamiku udara koji je stvorio masivni krater na površini Plutona, a također su razmotrili dinamiku između Plutona i njegovog mjeseca Charona.
Njih dvoje su sklopljeni jedno uz drugo, što znači da se uvijek pokazuju istom licu dok se okreću. Sputnik Planum sjedi direktno na ose plime i oseke koji povezuje dva svijeta. Ta pozicija sugerira da bazen ima ono što se naziva anomalijom pozitivne mase - ima više mase od prosjeka za Plutonsku ledenu koru. Kako Charonova gravitacija povlači Pluton, ona bi se povlačila proporcionalno više na područjima veće mase, koja bi naginjala planet dok Sputnik Planum nije postao poravnat s osi plime.
Dakle, umjesto da je rupa u zemlji, krater se zapravo napunio. Dio njega napuni ga dušični led. Iako taj sloj leda dodaje neku masu bazenu, on sam nije dovoljno gust da bi Sputnik Planum imao pozitivnu masu.
Ostatak te mase, rekao je Johnson, može biti proizveden tekućinom koja zalazi ispod površine.
Johnson i njegov tim objasnili su to ovako:
Poput kugle za kuglanje, ispuštene na trampolinu, tako veliki utjecaj stvara udubljenje na površini planete, nakon čega slijedi oporavak. To odbijanje vuče materijal prema gore iz duboke unutrašnjosti planeta. Ako je taj materijal na kojem se namotava gušći od onoga što je udarcem ispuhano, krater se završava istom masom kao i prije nego što se udar dogodio. To je fenomen koji geolozi nazivaju izostatskom kompenzacijom.
Voda je gušća od leda. Dakle, ako se ispod ledene ljuske Plutona nalazio sloj tekuće vode, možda je došlo do izljeva nakon udara Sputnik Planuma, uveče iz mase kratera. Ako je bazen započeo s neutralnom masom, tada bi kasnije nataloženi sloj bio dovoljan da stvori anomaliju pozitivne mase.
"Ovaj scenarij zahtijeva tekući ocean", rekao je Johnson. „Željeli smo pokrenuti računalne modele utjecaja da vidimo je li se to zapravo i dogodilo. Ono što smo otkrili je da je stvaranje anomalije pozitivne mase zapravo prilično osjetljivo na koliko je gust sloj oceana. Također je osjetljivo na to koliko je ocean slaan jer sadržaj soli utječe na gustoću vode. "
Modeli su simulirali udar objekta dovoljno velikog da stvori sliv veličine Sputnik Planuma koji je udarao u Pluton brzinom koja se očekuje za taj dio Sunčevog sustava. Simulacija je pretpostavljala različite debljine vodenog sloja ispod kore, od vode uopće do sloja debljine 200 kilometara.
Scenarij koji je najbolje rekonstruirao promatranu dubinu Sputnik Planuma, istovremeno stvarajući krater s kompenziranom masom, bio je onaj u kojem Pluton ima sloj oceana debljine više od 100 kilometara, a slanost je bila oko 30 posto.
"Ovo nam govori da je Sputnik Planum ako zaista predstavlja pozitivnu anomaliju mase - a čini se da jest - ovaj okeanski sloj od najmanje 100 kilometara mora biti tamo", rekao je Johnson. "Prilično mi je nevjerojatno da ovo tijelo imate tako daleko u Sunčevom sustavu da još uvijek može imati tekuću vodu."
Johnson i drugi istraživači nastavit će proučavati podatke koje im je New Horizons poslao kako bi dobili jasniju sliku Plutona intrigantne unutrašnjosti i mogućeg oceana.
Daljnje čitanje: Sveučilište Brown, New Horions / APL
