Плутон смог избежать падения метеорита

Планетологи предложили альтернативную гипотезу появления равнины Спутник в ледяном «Сердце Плутона». Согласно ей, она могла образоваться естественным путем, а не в результате падения на Плутон крупного метеорита. Исследование авторов опубликовано в журнале Nature.

В прошлом году, когда зонд New Horizons приблизился к Плутону, он обнаружил необычную деталь рельефа, которая получила название равнина Спутник. Она значительно ярче окружающей ее области и покрыта льдом, состоящим из смеси азота, метана и монооксида углерода. Ученые неоднократно пытались объяснить, как она появилась. Одна из наиболее популярных теорий говорит о том, что когда-то давно на Плутон мог упасть крупный метеорит, что привело к появлению ударного кратера. В таком случае, как показывают симуляции, в низинах должен был начать скапливаться лед, впоследствии образовавший равнину Спутник. Однако авторы новой работы заявляют, что процесс накопления льда мог быть «запущен» и без падения метеорита.

К такому выводу исследователи пришли на основе результатов моделирования процессов на молодом Плутоне. При расчетах исследователи учитывали вытянутую орбиту планетоида, его альбедо, а также наклон оси вращения — примерно 120 градусов к плоскости эклиптики (для сравнения, наклон оси вращения Земли составляет 23,5 градуса, а максимальное значение может достигать 180 градусов). В результате, самыми холодным областями Плутона оказались не полюса, а зоны в северных и южных широтах, охватывающие площадь от 30 до 40 градусов широты, так как на них в течение плутонианского года попадает мало солнечного света, и климат в этой зоне в меньшей степени реагировал на изменение наклона вращения планетоида (за 2,8 миллиона лет он менялся от 104 до 127 градусов). Центр равнины Спутник находится на 25 градусах северной широты.

Со временем в этих зонах возникли ледники, которые сделали территорию еще более холодной. Важную роль в данном случае сыграла положительная обратная связь между льдом и альбедо, то есть его отражательной способностью. Так как снег и ледники отражали солнечный свет сильнее, чем окружавшие их территории, то и прогревались они, соответственно, слабее. Это лишь ускоряло накопление льда в вышеупомянутых широтах, что, в свою очередь, вело к увеличению площади, хорошо отражающей солнечный свет. На вопрос о том, почему отложения льда возникли именно в области равнины Спутник, исследователи не дают однозначного ответа. Они предполагают, что поверхность Плутона в этой зоне могла быть ярче из-за активности криовулканов, которые когда-то извергали расплавленные метановые и азотные льды, или она наоборот находилась в тени.

В какой-то момент масса льда превысила некоторое критическое значение и продавила тонкую «корку» водного льда, которая лежала в основании равнины Спутник. «На Плутоне азотный лед весит больше, чем находящийся под ним водяной лед. Если поверх него положить слишком много [азотного льда], то впадины будут образовываться сами по себе», — комментирует один из авторов работы. В низине лед начал скапливаться еще быстрее, что, по словам авторов, привело к возникновению позитивной гравитационной аномалии.

После этого истинные полюса Плутона, скорее всего, сместились и равнина Спутник и Харон выровнялись по так называемой «приливной оси». Это предположение почти полностью повторяет гипотезу других ученых, которые также объяснили то, что равнина Спутник всегда находится «спиной» к Харону, позитивной гравитационной аномалией.

Ранее исследователи выяснили, что на Плутоне может скрываться океан полузамерзшей воды, в котором содержится большое количество аммиака или метанола. В пользу этой теории также говорят результаты, полученные другими учеными, которые предположили, что трещины и каньоны на планетоиде могли возникнуть из-за частичного замерзания подледного океана, которое произошло относительно недавно.

Кристина Уласович