Ново доказателство за подземния океан на Плутон

Естествен цветен изглед на Плутон, какъвто се вижда от космическия кораб на НАСА „New Horizons“ през 2015 г. Нови изследвания допълват доказателствата за подземен океан под ледената кора на Плутон. Sputnik Planitia е регионът на по-гладко изглеждащ азотен лед в средата вдясно на изображението. Изображение чрез НАСА / JHUAPL / SwRI / Алекс Паркър.

Най-малко няколко луни във външната Слънчева система са известни или се подозира, че имат подземни океани под студените си ледени повърхности. Учените също смятат, че планетата джудже Плутон може да има и такава, въз основа на данни от 2015 г. на мисията на НАСА "New Horizons" на НАСА. Как може тази малка, замръзнала, скалиста топка много по-далеч от Нептун да има океан ?

Сега новите изследвания на учени в Япония и САЩ добавят още доказателства за тази интригуваща възможност. Резултатите бяха оповестени в съвместно съобщение за пресата от Университета Хокайдо, Института за наука за Земята в живота в Токийския технологичен институт, Токушимския университет, Университета Осака, Университета Кобе и Калифорнийския университет, Санта Крус. Изследователите публикуваха своите открития в рецензираното списание Nature Geoscience на 20 май 2019 г.

В новото проучване компютърните симулации предполагат, че слой от газови хидрати (клатратни хидрати) - кристални твърди частици на водна основа, физически наподобяващи лед - между океана и външната ледена кора може да поддържа подземния океан изолиран и течен. Без този изолационен слой всяка течна вода вероятно би замръзнала твърда преди милиони или милиарди години. От резюмето на статията:

Много ледени тела на Слънчевата система притежават подземни океани. На Плутон разположението на Sputnik Planitia в близост до екватора предполага наличието на подземен океан и локално изтънена ледена обвивка. За да поддържа океан, Плутон трябва да задържа топлината вътре.

Настоящата предложена вътрешна структура на Плутон. Клатратният (газов) хидратен слой - най-вероятно метан - би помогнал да се запази вътрешната океанска течност на Плутон, докато външната ледена кора остава замръзнала. Изображение чрез Kamata S. et al., Океанът на Плутон е затворен и изолиран от газови хидрати. Nature Geosciences, 20 май 2019 г.

Смята се, че подобни океани на луни като Европа и Енцелад се поддържат течни чрез гравитационно дърпане от техните планети домакини, Юпитер и Сатурн. Амонякът и солите във самата вода също могат да помогнат за това. Но Плутон няма по-голяма планета, която се дърпа върху него, така че трябва да има различен механизъм на работа.

Данните от New Horizons предполагат, че Плутон има океан под външната ледена кора и че ледената обвивка е по-тънка в района, наречен Sputnik Planitia. Но според стандартната теория вътрешната повърхност на тази ледена обвивка трябва да е изравнена и не е така. Sputnik Planitia е огромен район от ледени ледници с азотен лед за разлика от всичко на Земята.

Сега изследователите теоретизират, че изолационен слой от газови хидрати - най-вероятно съставен от метан - се намира под Sputnik Planitia. Този изолационен слой помага да се поддържа водата под достатъчно топла, за да остане течна, докато ледената кора остава замръзнала. Този слой ще бъде съставен от газови хидрати, кристални ледоподобни твърди частици, образувани от газ, хванат в молекулни водни клетки. Тези хидрати са силно вискозни и имат ниска топлопроводимост, така че могат да осигурят идеални изолационни свойства.

Sputnik Planitia по-подробно. Гладката ледена повърхност (азотен лед) е разделена на "клетки" с неправилна форма, които са оградени от тесни корита, някои от които съдържат по-тъмни материали. Има и групи от могили и полета с необичайни малки ями. Външната ледена обвивка е по-тънка в този регион, отколкото другаде на Плутон. Изображение чрез NASA / JHUAPL / SwRI.

От резюмето:

Клатрат хидратите действат като топлоизолатор, предотвратявайки напълно замръзване на океана, като същевременно поддържа ледената обвивка студена и неподвижна. Най-вероятният газ от клатрат е метан, получен от тела на предшественици и / или напукване на органични материали в горещото скално ядро. Азотните молекули, първоначално съдържащи се и / или произведени по-късно в ядрото, вероятно няма да бъдат хванати като клатратни хидрати, вместо да доставят богата на азот повърхност и атмосфера. Образуването на капачка от тънък клатрат хидрат на слой към подземен океан може да бъде важен общ механизъм за поддържане на дълголетни подземни океани в сравнително големи, но минимално нагрявани ледени спътници и обекти на пояса на Койпер.

Изследователите тестваха два сценария, един с изолационния газов слой метан и един без. Без такъв слой океанът е трябвало да е замръзнал преди стотици милиони години. Но с добавения слой океанът щеше да остане течен, без да е замръзнал много, ако изобщо. При този сценарий океанът ще отнеме над един милиард години, за да бъде напълно замразен.

Отляво надясно: изследователите Ацуши Тани от университета в Кобе, и Шуничи Камата и Кийоши Курамото от университета Хокайдо. Изображение чрез Yu Kikuchi.

Метанът най-вероятно произхожда от ядрото на Плутон. Много изморима атмосфера на Плутон, която съдържа изобилен водород, но много малко метан, също подкрепя това заключение, според изследователите.

Тези нови открития не само показват как океанът на Плутон може да бъде течен днес дори при най-на пръв поглед малко вероятни обстоятелства, но също така предполагат, че във Вселената може да има много повече подобни светове. Вече се смята, че океанските луни като Европа и Енцелад, които орбитират големи планети, могат да бъдат често срещани. Но ако дори отдалечена, студена планета джудже като Плутон може да има океан, тогава това може да означава, че много повече такива светове съществуват в нашата галактика и извън нея. Това, разбира се, може да има последици за възможността за живот на друго място. Според Шуничи Камата от Университета Хокайдо, който ръководи изследователския екип:

Това може да означава, че във Вселената има повече океани, отколкото се смяташе досега, което прави съществуването на извънземен живот по-правдоподобно.

Луната Европа на Юпитер е известна със своя подземен океан, който евентуално би могъл да поддържа живота. Сега изглежда, че и Плутон има такъв. Колко още може да има там? Изображение чрез NASA / JPL-Caltech / SETI Institute.

„Нови хоризонти“ разкриха, че Плутон е по-сложен и активен свят, отколкото обикновено се очакваше, с азотни ледени ледници, водни ледени планини, метан „сняг“ по планините и необичаен терен на терена в Sputnik Planitia. Сега изглежда, че Плутон вероятно също има воден океан дълбоко под повърхността. На пръв поглед звучи абсурдно, но досегашните доказателства казват, че го има. И ако Плутон от всички места може да поддържа океан, тогава колко още океански планети и луни може да има там? Може би много повече от всякога е смятал за възможно.

Долна линия: На голямото си разстояние от слънцето Плутон може да е последното място, което бихте очаквали да намерите океан. Но това ново проучване допълва нарастващите доказателства, че Плутон наистина има океан под външната си ледена кора. Новите открития показват как срещу очакванията океанът на Плутон може да остане течен в продължение на стотици милиони години и - според тези учени - вероятно съществува и днес.

Източник: Океанът на Плутон е затворен и изолиран от газови хидрати

Виа Университет Хокайдо