Станция New Horizons нашла на поверхности Плутона аммиак

Астрономы на основе данных, собранных межпланетной станцией New Horizons, впервые достоверно обнаружили на поверхности Плутона аммиак в составе водяного льда, покрывающего борозду Вергилия. Это говорит о том, что тектонические процессы на Плутоне могут быть активны и по сей день, а выбросы аммиакосодержащей воды могут брать свое начало в подповерхностном океане, который мог замерзнуть не полностью. Статья опубликована в журнале Science Advances.

Исследования малых тел и карликовых планет Солнечной системы могут дать информацию о химическом составе молекулярного облака, из которого образовалась протосолнечная туманность, и процессах, шедших в ней. Одним из интересующих веществ для ученых является аммиак, который рассматривается как важный источник азота в Солнечной системе и играет ключевую роль в химических процессах, шедших на планетах. Аммиак содержится в молекулярных облаках, откуда он может попадать в планетезимали и кометы, и играет крайне важную роль как в синтезе органических веществ, обнаруженных в некоторых метеоритах, так и в процессах, отвечающих за создание химической среды на планете.

Хотя аммиак устойчив к испарению на удаленных от Солнца малых телах, его молекулы могут быть легко разрушены ультрафиолетовым излучением или ионной бомбардировкой. Этот процесс усиливается, когда аммиак включен в состав водяного льда, следовательно, присутствие NH₃  в составе поверхностного слоя тела  предполагает относительно молодой или недавно обновленный рельеф. Тем не менее, присутствие аммиака на поверхностях некоторых спутников Плутона (Харон, Никта и Гидра), характеризующихся большим возрастом, указывает на то, что он может существовать в такой среде в течение длительного времени, возможно, благодаря более устойчивой химической форме, такой как гидрат (NH3•nH2O) или аммонизированная соль. При этом усложняется задача точной идентификации присутствия аммиака в составе поверхностного слоя на основании анализа спектроскопических данных из-за малой интенсивности линий и их перекрытия. На самом же Плутоне ранее аммиак никогда не обнаруживался с достаточной точностью.

Группа астрономов, в которую вошли члены научной команды межпланетной станции New Horizons, опубликовала результаты анализа данных, собранных бортовым инструментом LEISA (Linear Etalon Imaging Spectral Array) и камерой в ходе близкого пролета станции мимо Плутона в июле 2015 года. Им удалось обнаружить в спектрах полосы поглощения на длинах волн 1,65 и 2,2 микрометра, что говорит о наличии аммиака вблизи борозды Вергилия (Virgil Fossae) в северной части региона Ктулху, которая могла образоваться из-за тектонической активности. Предполагается, что окрестности борозды и она сама могут быть результатом процессов криовулканизма в прошлом. Лед в этом регионе состоит из воды с примесью аммиака и имеет красную окраску. Ее могут придавать льду толины, образование которых, усиленное аммиаком, могло происходить в подземных резервуарах с жидкостью или же в ходе процессов фотолиза и радиолиза смеси метанового и азотного льдов.

Борозда Вергилия является частью тектонической структуры, начало которой находится в ледяной равнине Спутника, и она относительно молода в геологическом плане. Это говорит о том, что если процессы криовулканизма, заключающиеся в выбросах жидкости из-под поверхности, ответственны за создание льдов с примесью аммиака, то тектонические процессы на Плутоне могут быть активны и по сей день, а выбросы аммиакосодержащей воды могут брать свое начало в подповерхностном океане, который мог замерзнуть не полностью.

Зонд New Horizons стал первым аппаратом, детально изучившим Плутон и систему его спутников, при этом станция получила огромное количество научных данных. Благодаря собранной информацией ученым удалось сделать множество открытий, в том числе обнаружить на Плутоне горы, криовулканы и дюны из метанового льда, а также предположить существование у него полузамерзшего подповерхностного океана.

Александр Войтюк