Kiterjedt vízóceán rejtőzhetett az ősi Pluto felszíne alatt?

6945

Két nemrég megjelent tanulmány foglalkozik azzal, hogy az ősi Pluto felszíne alatt egy óceán rejtőzhetett. A kutatók egy márciusi bolygótudományi konferencián mutatták be kutatásaik eredményeit. A találkozót a koronavírus-járvány miatt online rendezték meg.

A New Horizons űrszonda felvétele a Plutóról. (NASA/JHU-APL-SWRI)

A felszín alatti óceán ötlete a 2015-ös Pluto-közelítésig nyúlik vissza, és most a New Horizons űrszonda adatainak újabb elemzései megerősíteni látszanak azt. Az egyik tanulmányban a kutatók az űrszonda Plutóról készült felvételeinek segítségével keresték a választ a bolygóformálódás fontos kérdéseire: vajon a Pluto hidegen keletkezett kőzet- és jégszemcsék lassú begyűjtésével, vagy gyorsabban, sokkal több hőt felhalmozva, amit aztán az űrbe sugárzott? Mindkét forgatókönyvben van szerepe a jeges felszín alatt meghúzódó óceánnak.

Ha a Pluto lassú akkrécióval jött létre, akkor kompressziós szerkezeteket kéne látnunk rajta, míg a tágulási (extenziós) szerkezetek a gyorsabb kialakulásra utalnak. Mindkét esetben elképzelhető a felszín alatti óceán létezése, de másképp.

„Egy, a korai felszín alatt húzódó óceán, amely visszafagy, globális tágulást jósol, míg az ősi jégpáncél olvadásából kialakuló óceán kompressziós képződményeket hozna létre.” – mondja Carver Bierson (University of Santa Cruz) kutatásvezető.

A New Horizons képein a kutatók extenziós képződményekre utaló nyomokat találtak, különösen a szív alakú terület nyugati részén, a Szputnyik-síkságon. Ezek a képződmények, amelyek a környező terület kráterszáma alapján 4 milliárd évesek lehetnek, kiváló bizonyítékai a törpebolygó gyors kialakulásának. A Pluto felszínén mostanáig nem találtak ezekhez hasonló kompressziós képződményeket.

Tágulási hasadékok (nyilakkal jelölve) a Plutón a Szputnyik-síkság (jobbra) közelében. (Forrás: NASA / JHU-APL / SWRI / Alex Parker; Carver Bierson)

A kialakulási modellek szerint a Pluto történetének egy szakaszában felmelegedésnek kellett megindulnia a gravitációs nyomás és a mag anyagának radioaktív bomlása miatt, amelyet kiterjedt tágulásnak kellett követnie, ahogy a jég visszafagyott és kitágult.

A másik modell szerint a Pluto nagyon rövid idő alatt alakult ki, kevesebb, mint 30 ezer év alatt. „Ha a Pluto gyorsan alakult ki, akkor az anyagbegyűjtés becsapódásai okozta hő gyorsabban melegíthette fel a törpebolygót, mint ahogy az energia kisugározhatott volna az űrbe.” – mondja Bierson. „Más kutatócsoportok szerint azért rendelkezik sok Kuiper-övbeli égitest holddal, mert gyorsan alakultak ki. Remek, hogy két független megközelítés ugyanarra a válaszra vezet.”

A Pluto és holdja, a Charon belső szerkezetének modellje. (Forrás: New Horizons / JHU / APL)

„Kevés jel utal a kompresszióra, és számos az extenzióra.” – mondja William McKinnon (Washington University-St Louis). „Az óceánra vonatkozó bizonyítékok ezen a ponton közvetettek, de a legegyszerűbb magyarázat a legvalószínűbb.”

McKinnon szerint valójában a környezet, amelyben a törpebolygó kialakult, jobban kedvezett a gyors formálódásnak. „Nehéz a lassú kialakulás mellett érvelni, mivel túl sok energiaforrás állt rendelkezésre (a kezdeti kialakulástól a radioaktív bomláson át a Charont létrehozó becsapódásig).

Bár számos jel utal a Pluto felszín alatt rejtőző óceánjára, egyik sem olyan egyértelmű, mint a Cassini űrszonda által látott kilövellő vízgőz a Szaturnusz Enceladus holdján, vagy a Galileo űrszonda által érzékelt vízgejzírek a Jupiter Europa holdján.

Ha a Pluto gyors kialakulásának elmélete helyes, akkor hasonló tágulási képződményeket látnánk az Erisen, a Haumeán és más Kuiper-övbeli égitesteken, ha egyszer meglátogatnánk őket.

A második tanulmány, amelyet az online konferencián ismertettek, a Pluto Charon felé néző oldalán látható barázdákról szól. Ezeket a képződményeket a törpebolygó másik féltekéjén lévő Szputnyik-síkságot létrehozó hatalmas becsapódás lökéshullámai hozhatták létre.

A New Horizons űrszonda a 2015-ös közelítéskor csak alacsony felbontásban vizsgálta a Pluto Charon felé néző oldalát. A kutatócsoport szimulációi szerint egy 400 kilométer átmérőjű objektum becsapódása 2 kilométeres másodpercenkénti sebesség mellett, 150 kilométer mély ősi, felszín alatti óceánt feltételezve létrehozhatta a felszínen ma látható képződményeket.

Ha egy nagy égitest a bolygóba csapódik, a becsapódás szeizmikus hullámokat kelt, amelyek átjutnak a túloldalra is, magyarázza a szakcikk vezető szerzője, Adeene Denton (Purdue University). A bolygó belső szerkezete szabja meg, hogy a szeizmikus hullámok mekkora kárt okoznak a túloldalon.

A Pluto felszínének elemzése és a becsapódásról készített szimulációk segítségével megismerhetjük a bolygó belső szerkezetét, és következtethetünk a felszín alatti óceán létére, valamint annak természetére.

„Tudjuk, hogy a Pluto Szputnyik-síksággal ellentétes oldalának deformációja függ az óceán mélységétől és a törpebolygó magjának összetételétől.” – mondja Denton. „Így megnézhetjük, hogy a különböző mélységű óceánok hogyan hatnak a felszín deformációira a törpebolygó ellentétes oldalán, és megtudhatjuk, hogy szükséges-e egyáltalán egy óceán jelenléte ezek kialakulásához, illetve ha igen, akkor milyen mélynek kell lennie.”

A kutatók munkája ígéretes. Az ehhez hasonló számításokkal egyszer betekintést nyerhetünk a Pluto belsejébe.

Vajon visszamegyünk valaha a Plutóhoz? 2015-ben csupán az egyik féltekéjét láthattuk nagy felbontásban. Érdekes lenne visszatérni, de ez sok időbe telik: a New Horizons űrszonda közel egy évtizeden át utazott, míg a Plutóhoz ért. A kutatók jelenleg az űrszonda harmadik célpontjához vezető útvonal részletein dolgoznak. Egyelőre be kell érnünk azzal a pillantással, amit a New Horizons a törpebolygóra vetett.

Forrás: Sky & Telescope

Hozzászólás

hozzászólás