Всматриваемся в океан Плутона с помощью математических моделей и изображений космического корабля New Horizons

В статье, опубликованной в журнале Icarus, аспирант Вашингтонского университета Алекс Нгуен использовал математические модели и изображения космического корабля «Новые горизонты», чтобы поближе рассмотреть океан, который, вероятно, покрывает Плутон под толстой оболочкой из азота, метана и водяного льда. Автор: NASA

Патрик Макговерн из Института Луны и планет в Хьюстоне был соавтором статьи.

На протяжении многих десятилетий планетологи предполагали, что на Плутоне не может существовать океан. Температура поверхности составляет около -220°C, температура настолько низкая, что даже такие газы, как азот и метан, замерзают. У воды не должно быть шансов.

«Плутон — маленькое тело», — сказал Нгуен, защищающий докторскую диссертацию. исследования в Вашингтонском университете в качестве научного сотрудника канцлера Олина и научного сотрудника Национального научного фонда. «Оно должно было потерять почти все свое тепло вскоре после того, как сформировалось, поэтому базовые расчеты позволяют предположить, что оно замерзло до самого ядра».

Но в последние годы видные ученые, в том числе Уильям Б. Маккиннон, профессор наук о Земле, окружающей среде и планетах в сфере искусств и наук, собрали доказательства того, что Плутон, вероятно, содержит океан жидкой воды подо льдом. Этот вывод был сделан на основе нескольких доказательств, включая криовулканы Плутона, извергающие лед и водяной пар. Хотя некоторые споры все еще ведутся, «теперь общепризнано, что на Плутоне есть океан», — сказал Нгуен.

Новое исследование исследует океан более детально, даже если он находится слишком глубоко подо льдом, чтобы ученые могли его когда-либо увидеть. Нгуен и Макговерн создали математические модели, чтобы объяснить трещины и выпуклости во льду, покрывающем Платиновый бассейн Спутника Плутона, место столкновения метеора миллиарды лет назад. Их расчеты показывают, что океан в этой области находится под оболочкой водяного льда толщиной от 40 до 80 км, защитным слоем, который, вероятно, удерживает внутренний океан от замерзания.

Они также рассчитали вероятную плотность или соленость океана на основе трещин во льду выше. По их оценкам, океан Плутона в лучшем случае примерно на 8% плотнее, чем морская вода на Земле, или примерно такой же, как у Большого Соленого озера в штате Юта. Если бы вы могли каким-то образом добраться до океана Плутона, вы могли бы легко плавать.

Как объяснил Нгуен, этот уровень плотности объясняет обилие трещин, видимых на поверхности. Если бы океан был значительно менее плотным, ледяной панцирь разрушился бы, создав гораздо больше трещин, чем наблюдалось на самом деле. Если бы океан был намного плотнее, трещин было бы меньше. «Мы оценили своего рода зону Златовласки, где плотность и толщина панциря в самый раз», — сказал он.

Космические агентства не планируют в ближайшее время возвращаться на Плутон, поэтому многие из его загадок останутся для будущих поколений исследователей. Независимо от того, называется ли это планетой, планетоидом или просто одним из многих объектов во внешних пределах Солнечной системы, его стоит изучить, сказал Нгуен. «С моей точки зрения, это планета».

Больше информации: PJ McGovern et al, The role of Pluto's ocean's salinity in supporting nitrogen ice loads within the Sputnik Planitia basin, Icarus (2024). DOI: 10.1016/j.icarus.2024.115968

Источник: Washington University in St. Louis