Ученые объяснили появление ледяного «сердца Плутона»

Равнина Спутник появилась благодаря сочетанию атмосферных процессов на Плутоне с его топографическими особенностями, сообщают ученые в статье, опубликованной в журнале Nature. Кроме того, исследователи считают, что залежи метановых льдов в средних и высоких широтах северного полушария карликовой планеты должны исчезнуть в ближайшее десятилетие.

В прошлом году зонд New Horizons обнаружил на Плутоне необычную деталь рельефа. Его камера сделала снимки плато, которое было значительно светлее, чем окружавшая его территория. Область, расположенная в «сердце Плутона», получила название «равнина Спутник». Исследования показали, что она покрыта льдом, состоящим из смеси азота, метана и монооксида углерода, и образовалась в течение последних 100 миллионов лет. Равнина имеет сложную структуру — ее поверхность поделена на «ячейки» шириной от 20 до 30 километров, которые могли образоваться в результате конвекции. На ней также были обнаружены дрейфующие по замерзшему азоту ледяные холмы, которые являются осколками возвышенностей, находящихся по краям «сердца Плутона».

Ученые до сих пор не знали, что именно привело к образованию равнины Спутник. Чтобы это выяснить, они создали компьютерную симуляцию распределения вещества на поверхности Плутона за последние 50 тысяч лет (в течение этого времени он совершил бы 200 оборотов вокруг Солнца). Исследователи исходили из предположения, что карликовая планета была целиком покрыта небольшим слоем льда, а в ее атмосфере в газообразном виде присутствовали азот, метан и монооксид углерода. При создании модели авторы работы учли множество параметров, таких как наклон оси вращения планетоида, сезонная тепловая инерция и альбедо.

Симуляция показала, что если бы поверхность Плутона была гладкой, то он должен был бы иметь либо постоянную полосу азотного льда на экваторе, либо сезонные снежные шапки на полюсах. Такие результаты не соответствовали данным наблюдений. Тогда исследователи добавили реалистичный рельеф, поместив на карликовую планету три крупных кратера, один из которых предположительно находится под равниной Спутник и имеет глубину четыре километра. В таком случае благодаря высокому давлению, и, как следствие, более высокой температуре конденсации, в низинах начинал скапливаться азот, большая часть метана и оксид углерода.

Из компьютерной модели также следует, что по мере удаления Плутона от Солнца среднее давление на карликовой планете будет падать. По мнению авторов работы, это приведет к тому, что метановый лед в северном полушарии планетоида исчезнет к 2030 году. Если наблюдения подтвердят эту гипотезу, то модель авторов можно будет считать достоверной.

Космический аппарат New Horizons, передавший фотографии равнины Спутник, был запущен в 2006 году аэрокосмическим агентством NASA. Его миссия состоит в исследовании формирования системы Плутона и Харона, а также других спутников и объектов пояса Койпера. Максимальное сближение зонда с Плутоном произошло в июле 2015 года; сейчас New Horizons находится на расстоянии 3,5 астрономических единицы от карликовой планеты и движется по направлению к астероиду 2014 MU₆₉.