Kiedy sonda New Horizons NASA dotarła do Plutona w lipcu zeszłego roku, naukowcy po raz pierwszy szczegółowo przyjrzeli się jednemu z najbardziej tajemniczych obiektów w Układzie Słonecznym. Oprócz cudów, takich jak strzeliste góry, lodowe wulkany i gigantyczny basen w kształcie serca, obrazy przesyłane z powrotem przez sondę ujawniły powierzchnię zniekształconą przez sieć szczelin i szczególnie kulisty kształt.
powiązana zawartość
- Pięć nowych rzeczy, których dowiedzieliśmy się o Plutonie w tym tygodniu
- Biegun północny Plutona jest przesiąknięty kanionami
- Statek kosmiczny NASA zmierza w kierunku najgłębszego zanurzenia się w pióropusze Saturna Księżyca
- Te zdjęcia dają rzadkie spojrzenie w serce Plutona Flyby
Dla niektórych naukowców te dwa ostatnie odkrycia są wskazówką, że coś jeszcze dzikszego może być ukryte w maleńkim świecie, ponieważ są to pierwsze bezpośrednie wskazówki, że Pluton może umieścić pod powierzchnią ocean pod grubą, lodową skorupą. Jeśli zostanie to potwierdzone, ocean na Plutonie miałby głębokie implikacje, ponieważ zwiększyłoby prawdopodobieństwo, że inne lodowe ciała mogłyby przyjmować płynną wodę - i być może życie.
„Fakt, że nawet zimny, odległy Pluton może mieć pod powierzchnią ocean, oznacza, że istnieją potencjalne siedliska nawet w pozornie mało obiecujących miejscach” - mówi Francis Nimmo, naukowiec z New Horizons z University of California w Santa Cruz.
Poza Ziemią żadne ciała w Układzie Słonecznym nie mają dużych ilości ciekłej wody na swoich powierzchniach. To astrobiolog, ponieważ większość naukowców uważa, że woda jest niezbędnym składnikiem życia.
Mimo to sondy kosmiczne od dziesięcioleci gromadzą dowody na to, że lodowe księżyce wokół Jowisza i Saturna utrzymują rozległe oceany pod skorupami. Księżyc Saturna, Enceladus, wypluwa gejzery, które są kusząco bogate w wodę i węgiel, podczas gdy Europa Jowisza jest pokryta pęknięciami i grzbietami, które sugerują, że ocean pod powierzchnią topnieje przez lód. Te światy są obecnie uważane za jedne z najlepszych miejsc do poszukiwania życia w innym miejscu w Układzie Słonecznym.
Pluton jest podobnie lodowaty, ale różnica polega na tym, że księżyce mają bardziej oczywiste źródła ciepła, aby utrzymać wewnętrzną ciecz w wodzie: ugniatanie grawitacyjne, które otrzymują, gdy krążą wokół swoich masywnych planet macierzystych. Pluton nie ma masywnego towarzysza i krąży w odległości od 3 do 5 miliardów mil od Słońca, więc astronomowie w większości uważali, że musi być za zimno na nowoczesny ocean.
Niektóre modele teoretyczne sugerowały, że rozpad radioaktywny w skalistym wnętrzu Plutona może podgrzać rzeczy na tyle, by w pewnym momencie w historii stworzyć ocean pod powierzchnią, może nawet tyle ciepła, że wody utrzymują się dzisiaj, ale, jak mówi Nimmo, nie było prawdziwych dowodów.
Przemawiając na ostatnim spotkaniu American Geophysical Union (AGU) w San Francisco, Nimmo przedstawił dwie kluczowe wskazówki z New Horizons. Żaden z nich sam nie jest slamowym wsadem, mówi, ale razem są sugestywne.
Po pierwsze, Nowe Horyzonty ujawniły obecność ekstektonicznej tektoniki, wad i szczelin na powierzchni Plutona, które mogą wskazywać na ekspansję powierzchni w niedawnej przeszłości.
„Łatwy sposób to zrobić, jeśli masz ocean, który zaczyna się odnawiać”, mówi Nimmo, ponieważ woda zwiększa objętość, zmieniając się z cieczy w ciało stałe. „Gdy płynna woda zamarza z powrotem w lodzie, zewnętrzna powierzchnia Plutona musi się przesunąć na zewnątrz i dostajesz ekspansję.”
Drugi dowód dotyczy kształtu Plutona, w szczególności zauważalnego braku wybrzuszenia wokół równika, takiego jak ten znaleziony na Ziemi, Księżycu i innych okrągłych ciałach niebieskich.
Gdy ciała sferyczne wirują, siły obrotowe popychają materiał w kierunku równika, nieco je spłaszczając. Wybrzuszenie równikowe Księżyca jest jeszcze większe, niż powinno się go brać pod uwagę jego bieżącą prędkość obrotową, a naukowcy sądzą, że dzieje się tak, ponieważ wirował on szybciej w swojej historii, kiedy skała księżycowa była bardziej ciągliwa. W przeciwieństwie do tego, chociaż Pluton wiruje szybciej niż nasz księżyc, w ogóle nie ma wybrzuszeń.
„Księżyc rejestruje starożytny stan spinowy”, mówi Nimmo. „Pluton nie wykazuje na to żadnych dowodów. Istnieją różne sposoby niszczenia wybrzuszeń kopalnych, a jednym z nich jest posiadanie oceanu.” Dzieje się tak, ponieważ woda ma większą swobodę ruchu niż lód, więc globalna warstwa cieczy płynąca wokół wewnątrz pomogłaby przeciwdziałać siłom wirowania, zmniejszając takie wybrzuszenie.
Jak dotąd zespół New Horizons przedstawia dość solidne argumenty przemawiające za oceanem na Plutonie, mówi Amy Barr Mlinar, ekspert w dziedzinie tworzenia i ewolucji stałych ciał planetarnych w Planetary Science Institute w Tucson w Arizonie.
„Opiera się na podstawowym typie analizy planetarnej. Nie wymaga wiele wymyślnego modelowania, w którym istnieje 45 różnych parametrów wejściowych, które można zepsuć ”, mówi Barr Mlinar.
Ale nie wszyscy są jeszcze przekonani, nawet inni członkowie zespołu New Horizons. Pęknięcia powierzchni Plutona można wyjaśnić innymi wewnętrznymi zmianami temperatury lub struktury lodu, mówi Bill McKinnon, planetolog z Washington University w St. Louis.
„Podobnie upadek kopalnego wybrzuszenia jest zgodny z oceanem na Plutonie” - mówi McKinnon. „Ale ocean nie jest wymagany. Nie oznacza to również, że ocean, nawet gdyby istniał, musi istnieć dzisiaj. Upadek kopalnego wybrzuszenia mógł nastąpić miliardy lat temu. ”
New Horizons wykonało pojedynczy przelot Plutona. Aby uzyskać bardziej konkretny dowód na ocean Plutona, „musielibyśmy wrócić z misją orbitera, być może w tym wieku”, mówi McKinnon.
Jeśli przyszłe testy potwierdzą obecność oceanu na Plutonie, McKinnon uważa, że jeszcze więcej ukrytych mórz czeka na odkrycie na obrzeżach Układu Słonecznego. Pluton jest częścią pasa Kuipera, pierścienia podobnych ciał, które mogą również wytwarzać wewnętrzne ciepło z rozpadu radioaktywnego.
„Inne duże obiekty z pasów Kuipera są podobnie lub nawet bardziej bogate w skały, więc te światy mogą mieć również oceany” - mówi.
Takie odległe oceany byłyby bardzo różne od tego, do czego jesteśmy przyzwyczajeni na Ziemi, zauważa Nadine Barlow, astronom z Uniwersytetu Północnej Arizony. Poza tym, że jest zamknięty pod dziesiątkami stóp lodu, ocean Plutonu prawie na pewno miałby inny skład niż morza na Ziemi.
„Musimy pamiętać, że lody w Plutonie obejmują nie tylko lód wodny, ale także lody dwutlenku węgla i metanu”, mówi Barlow. W porównaniu z naszymi morzami, potencjalny ocean Plutona byłby prawdopodobnie szczególnie słony, bogaty w rozpuszczone sole i amoniak, które pomogłyby obniżyć jego punkt zamarzania i utrzymać go w stanie płynnym.
Te dodatkowe składniki sprawiłyby, że woda morska Plutona nie byłaby atrakcyjna dla astronautów, ale nadal możliwe jest, że niektóre formy ekstremalnego życia mogą nazwać taki dom oceanu. I chociaż New Horizons już przyspieszyło od Plutona w kierunku kolejnego celu pasa Kuipera, planowana misja NASA na Jowiszowy księżyc Europa może być kluczowym poligonem doświadczalnym do badania podziemnych oceanów na lodowych ciałach i określenia ich możliwości prowadzenia życia.
Oznacza to, że misja Europa i wszelkie przyszłe wędrówki po Plutonie będą musiały podjąć środki ostrożności, aby nie zanieczyścić środowiska potencjalnie podtrzymującego życie organizmami lądowymi, mówi Barlow.
Barr Mlinar zgadza się: „Być może będziemy musieli wymyślić sprytne sposoby na zbadanie chemii oceanu Plutona z powierzchni”, mówi. „Musimy dowiedzieć się więcej na temat geologii tych ciał i tego, w jaki sposób materiał z oceanu może być wyrażany na powierzchni”.
