Під знаменитим серцеподібним льодовиком Плутона, ймовірно, щось рухається. Нове дослідження, на яке посилається SciTechDaily, припускає, що рідкий азот піднімається до поверхні карликової планети крізь тріщини на північному краї рівнини Супутник (Sputnik Planitia) — західної частини гігантського «серця». Автори описують це як перші свідчення того, що на Плутоні зараз відбувається рідкий потік.
Sputnik Planitia — це величезний льодовик, здебільшого з твердого азоту, більший за Техас і Оклахому разом. Для масштабу: діаметр Плутона становить близько трьох чвертей ширини континентальної частини США.
Темні сліди на льодовиковій поверхні
Знімки апарата New Horizons, отримані у 2015–2016 роках, показали на півночі Sputnik Planitia «конвекційні комірки» розміром із міста, розділені вузькими темними лініями та ширшими плямами темнішого матеріалу. Нова інтерпретація цих структур свідчить, що деякі з них могли виникнути, коли рідина періодично досягала поверхні й зволожувала лід — найімовірніше, це був рідкий азот.
Дослідники з Південно-Західного дослідницького інституту (SwRI), очолювані керівником місії New Horizons доктором Аланом Стерном (Alan Stern), вказують, що ці сліди є кандидатами на свідчення недавнього або навіть нинішнього рідкого потоку на Плутоні.
Північна частина Sputnik Planitia, де зосереджені темні структури, виділяється на мозаїках New Horizons. Саме в цій зоні, за словами авторів, найімовірніший вплив процесу, який вони називають «базальним плавленням» — утворення рідкого азоту на дні товстого льодовика.
Порівняння з льодовиками Гренландії
Умови в атмосфері та на поверхні Плутона виключають дощі з рідкого азоту. Однак темні візерунки на півночі Sputnik Planitia дуже схожі на структури, які спостерігають на земних льодовиках, коли поверхню зволожує дощова вода або талі потоки знизу.
Щоб перевірити цю аналогію, команда SwRI порівняла спостереження New Horizons із зображеннями крижаних регіонів Землі, зокрема крижаного щита Гренландії, отриманими супутником Landsat 9. На таких знімках вузькі темні елементи виникають у місцях, де рідка вода потрапляє на сніг і лід.
Виявилося, що структури на Sputnik Planitia вражаюче схожі на ці земні приклади. Це посилює припущення, що під льодовиком Плутона азот може підніматися вгору та тимчасово зволожувати його поверхню, залишаючи темні сліди.
За оцінками, поверхня Sputnik Planitia дуже молода — ймовірно, їй менше мільйона років. Отже, структури, які вивчають автори, повинні були сформуватися впродовж цього недавнього для геології часу.
Моделі показують можливий механізм
Попередні роботи, у тому числі під керівництвом Стерна, уже припускали давні епізоди рідких потоків на Плутоні. Нинішній аналіз натомість вказує, що рідкий азот може існувати під Sputnik Planitia зараз або існував зовсім недавно, залишивши молоді сліди на поверхні.
Комп’ютерні моделі, виконані доктором Орканом Умурханом (Orkan Umurhan) із Інституту SETI, пропонують можливий фізичний сценарій. За цими розрахунками, глибоко в товщі льоду, яка сягає кількох кілометрів, азотний лід може плавитися на дні льодовика і перетворюватися на рідкий азот.
Далі моделювання показує, що завдяки плавучості або тиску знизу цей рідкий азот може виштовхуватися догори вузькими каналами, схожими на лавові або гейзерні труби. Діставшись поверхні, рідина, ймовірно, зберігає рідкий стан достатньо довго, щоб стікати вниз схилом по льодовику, зволожуючи його й утворюючи темні смуги, зафіксовані New Horizons.
Автори підкреслюють, що фізика твердого азоту за таких низьких температур і під навантаженням фактично не досліджена в лабораторії. Для перевірки запропонованого механізму потрібні цілеспрямовані експерименти з азотними льодами, які імітували б умови Плутона.
Невідома більша частина Плутона
Поки що жоден інший регіон Плутона не демонструє таких же очевидних ознак підйому рідини з-під льодовика. Водночас понад половина поверхні карликової планети ще не відзнята з високою роздільною здатністю. Це залишає можливість, що подібні структури існують і в інших місцях, але їх просто не встигли роздивитися.
Дослідники також припускають, що схожий процес базального плавлення та підйому рідкої фази може частково пояснювати активність на інших крижаних тілах, наприклад, гейзери на Тритоні — супутнику Нептуна, які спостерігав апарат Voyager 2.
Щоб зрозуміти, наскільки поширені такі процеси в поясі Койпера, потрібні місії з детальнішим картуванням Плутона та інших крижаних світів. Нове дослідження стало ще одним нагадуванням про те, наскільки динамічним і різноманітним може бути навіть далекий та холодний об’єкт на окраїні Сонячної системи.