Плутон не похож ни на что в Солнечной системе

Карликовая планета Плутон, как выяснилось, является сложным, геологически разнообразным миром, поверхность которого активно менялась миллиарды лет. Об этом нам рассказали данные, собранные космическим аппаратом «Новые горизонты». Эклектичная смесь гор, долин и равнин покрывает поверхность Плутона. Состав поверхности карликовой планеты так же обширен, как и география мира. Ученые постепенно приходят к мысли, что Плутон может быть одним из самых уникальных объектов во внешней части Солнечной системы.

Данные «Новых горизонтов» также позволяют ученым лучше понять космическую среду Плутона. Атмосфера карликовой планеты оказалась намного холоднее, чем считали первоначально, а воздух простирается дальше в космос, чем ожидалось. Это означает, что атмосферные газы утекают в космос относительно неторопливо.

Ранее NASA уже намекало на эти детали, но теперь их конкретизировали и опубликовали в пяти исследованиях в журнале Science. Космический аппарат «Новые горизонты» пролетел мимо карликовой планеты в июле 2015 года. Во время облета камеры и приборы зонда собрали подробную информацию о поверхности, атмосфере и неожиданно холодной окружающей среде Плутона. NASA загружает эти данные с июля, и по мере того, как все больше информации достигает Земли, ученые могут собрать воедино полную картину того, как образовался этот космический камешек.

Геология Плутона

Одно из исследований, опубликованных на днях, показывает, что Плутон представляет собой мощную смесь геологических форм рельефа, включая крупные ямы, кратеры и долины, покрывающие большую часть поверхности карликовой планеты. Через северное полушарие Плутона на тысячу километров простирается и необычайно гладкая равнина под названием Sputnik Planum. Этот регион окружен ледяными горами в несколько километров высотой, и крупные ледники стекаются в равнину с севера. Ледниковые потоки позволили выявить множество долин на поверхности Плутона.

Поскольку область с равнинами настолько гладкая, ученые полагают, что Плутон активно меняет свою поверхность с момента образования Солнечной системы.

«Эта плоскость на Sputnik Planum не имеет ударных кратеров, — говорит Джеффри Мур, исследователь «Новых горизонтов» в Исследовательском центре Эймса при NASA. — Она не может быть старше 10 миллионов лет».

Ведущим объяснением является то, что Плутон имеет большое твердое ядро, состоящее из радиоактивных материалов. Эти минералы нагреваются под поверхностью, заставляя ледяные материалы Sputnik Planum плавиться и сглаживать любые кратеры, которые могли быть на ней раньше. Внутренний нагрев может также подразумевать подповерхностный океан, лежащий под корой Плутона.

Ледяные материалы Sputnik Planum, как полагают, представлены по большей части замороженным азотом, которым изобилует Плутон.

Это в дополнение ко многим другим замороженным материалам поверхности, как метан, моноксид углерода и водные льды. Такое разнообразие вещества на поверхности уникально для объектов внешней Солнечной системы, считает автор исследования Энн Вербишер, астроном Университета Вирджинии. Обычно замороженные материалы вроде метана и азота превращаются в газы возле Сатурна или Нептуна, благодаря солнечному теплу. Но Плутон, похоже, оказался достаточно далеко, чтобы эти материалы остались в замороженной форме. «Распределение различных материалов на поверхности невероятно, — говорит Вербишер. — Мы не видели ничего подобного нигде в Солнечной системе».

Холодная атмосфера

Ученые также обнаружили, что атмосфера Плутона холоднее, чем ожидалось. Близко к поверхности карликовой планеты температура колеблется в пределах -233 по Цельсию. По мере того как атмосфера простирается дальше от Плутона, температура несколько поднимается, до -163 градусов во внешней атмосфере, возможно, из-за наличия молекулы хладагента — цианида водорода.

Из-за этих более низких температур в космос утекает меньше газов, чем ожидалось. Более высокие температуры могут приводить к тому, что газы становятся более энергичными и движутся быстрее, что позволяет им освободиться от гравитации Плутона. Но поскольку верхние слои атмосферы настолько холодные, газы Плутона тесно прикреплены к маленькому мирку. «От Плутона оторваться несложно, но поскольку там так холодно, газы удерживаются лучше, как мы думаем», — говорит Рэнди Гладстоун, астроном Юго-Западного исследовательского института.

Это также означает, что меньше газов уносится солнечной активностью. Солнечные ветры, идущие от Солнца, постоянно врезаются в атмосферу Плутона и выталкивают утекающие газы дальше в космос. Область, в которой происходит это смешение, называется областью солнечного взаимодействия. Но поскольку атмосфера Плутона так компактна, эта область взаимодействия намного меньше, чем ожидалось. «Похоже, Плутон больше похож на Марс, чем на кометы», — говорит автор исследования Фран Бэджинал, планетолог Колорадского университета.

Уникальные результаты этих исследований служат отправной точкой для исследователей, изучающих Плутон в мельчайших подробностях, поскольку карликовая планета таит еще очень много секретов. Например, «Новые горизонты» обнаружил несколько насыпей в пару километров высотой с глубокими отверстиями в их центрах. Мур и его коллеги считают, что это могут быть криовулканы, которые извергают замерзшую воду или другие материалы вместо лавы. Но никто не сможет сказать наверняка, пока не проведет компьютерное моделирование и не подтвердит, возможно ли такое вообще на Плутоне. Изучение Плутона также поощряет ученых отправиться на изучение других объектов Солнечной системы.

«Просто интересно, что мы можем увидеть на этих телах», — говорит Вербишер.