Ядрото на Плутон вероятно е създадено от древен сблъсък

Регистрирайте се за научния бюлетин на Wonder Theory на CNN. Изследвайте вселената с новини за завладяващи открития, научни постижения и други.

CNN
—

Огромен сърцевиден елемент на повърхността на Плутон заинтригува астрономите, откакто космическият кораб на НАСА New Horizons го засне на снимка от 2015 г. Сега изследователите вярват, че са разрешили мистерията как се е появило отличителното сърце и могат да разкрият нови улики за това. произхода на планетата джудже.

Тази характеристика се нарича „Tombo Regio“ в чест на астронома Clave Tombaugh, който откри Плутон през 1930 г. Но учените казват, че ядрото не е само един елемент. В продължение на десетилетия подробности за надморската височина, геологията и отчетливата форма на Томбо Реджо, както и неговата силно отразяваща повърхност, която е по-ярко бяла от останалата част на Плутон, убягваха на обяснение.

Дълбок басейн, наречен Sputnik Planitia, който образува „левия лоб“ на ядрото, е дом на голяма част от азотния лед, открит на Плутон.

Басейнът обхваща площ от 745 мили на 1242 мили (1200 км на 2000 км), около една четвърт от размера на Съединените щати, но също така е с 1,9 до 2,5 мили (3 до 4 км) по-ниска надморска височина от по-голямата част от Съединени щати. Повърхност на планетата. Междувременно дясната страна на ядрото също съдържа слой азотен лед, но той е много по-тънък.

Чрез ново изследване на Sputnik Planitia, международен екип от учени установи, че катаклизмично събитие е създало ядрото. След анализ, включващ числени симулации, изследователите заключиха, че протопланетно тяло с диаметър около 435 мили (700 километра), или приблизително два пъти по-голямо от размера на Швейцария от изток на запад, вероятно се е сблъскало с Плутон в началото на историята на планетата джудже.

Тези резултати са част от изследване на Плутон и неговата вътрешна структура, публикувано в понеделник в списанието Природна астрономия.

Преди това екипът е изучавал необичайни характеристики в Слънчевата система, като тези от обратната страна на Луната, които вероятно са били създадени от сблъсъци по време на хаотичните ранни дни на формиране на системата.

Изследователите създадоха числени симулации, използвайки софтуер за хидродинамика на гладки частици, който е основата за широк спектър от изследвания на планетарни сблъсъци, за да моделират различни сценарии на възможните въздействия, скорости, ъгли и композиции на теоретичен сблъсък на планетарно тяло с Плутон.

Резултатите показват, че планетарното тяло вероятно ще се сблъска с Плутон под наклонен ъгъл, а не челно.

„Ядрото на Плутон е толкова студено, че (каменистото тяло, което се сблъска с планетата джудже) остана много твърдо и не се стопи въпреки топлината от сблъсъка и благодарение на ъгъла на сблъсъка и ниската скорост, ядрото на сблъскалото се тяло не се е стопило“, каза д-р Хари Балантайн, водещ автор на изследването и съизследовател в университета в Берн, в изявление: „То не е потънало в сърцето на Плутон, а е останало непокътнат като удар по него.

Но какво се случи с планетарното тяло след сблъсъка му с Плутон?

„Някъде под Спутник се намират останките от ядрото на друг масивен обект, който Плутон никога не е усвоил“, каза в изявление съавторът на изследването Ерик Асфау, професор в Лунната и планетарна лаборатория на Университета на Аризона.

Екипът установи, че формата на сълза на Sputnik Planitia е резултат от студеното ядро ​​на Плутон, както и относително ниската скорост на самия удар. Други видове по-бързи, по-директни ефекти биха създали по-симетричен вид.

„Свикнали сме да мислим за сблъсъци на планети като за невероятно интензивни събития, при които можете да пренебрегнете детайлите, с изключение на неща като енергия, импулс и плътност, но в далечна слънчева система скоростите са много по-бавни и твърдият лед е здрав трябва да сте по-прецизни в изчисленията си.“ Това е мястото, където започва забавлението.

Докато изучаваше функцията на сърцето, екипът се фокусира и върху вътрешната структура на Плутон. Удар в началото на историята на Плутон би създал масов дефицит, карайки Sputnik Planitia бавно да мигрира към северния полюс на планетата джудже с течение на времето, докато планетата все още се формира. Това е така, защото басейнът е по-малко масивен от околностите му, според законите на физиката, обясниха изследователите в проучването.

Sputnik Planitia обаче се намира близо до екватора на планетата джудже.

Предишни изследвания предполагат, че Плутон може да има подземен океан и ако е така, ледената кора над подповърхностния океан ще бъде по-тънка в района на Sputnik Planitia, създавайки плътна издутина от течна вода и карайки масата да мигрира към екватора, проучването казаха авторите.

Но новото проучване предлага различно обяснение за местоположението на предимството.

„В нашите симулации примитивната мантия на Плутон е била напълно разкопана от удара и тъй като материалът на ядрото на удрящия елемент е разпръснат върху ядрото на Плутон, той създава локален излишък от маса, който би могъл да обясни миграцията към екватора без подземен океан или най-много подземен океан,” каза д-р. „Много е тънък,” каза съавторът на изследването Мартин Гьотце, старши изследовател в космическите изследвания и планетарните науки в Института по физика към университета в Берн.

Келси Сингър, главен учен в Югозападния изследователски институт в Боулдър, Колорадо и заместник-главен изследовател на мисията New Horizons на НАСА, който не е участвал в изследването, каза, че авторите са свършили задълбочена работа, изследвайки моделирането и развивайки своите хипотези, въпреки че те биха искали да. Тя вижда „по-тясна връзка с геоложките доказателства“.

„Например, авторите предполагат, че южната част на Sputnik Planitia е много дълбока, но голяма част от геоложките доказателства са интерпретирани, за да предполагат, че югът е по-малко дълбок от севера“, каза Сингър.

Изследователите вярват, че новата теория относно ядрото на Плутон може да хвърли повече светлина върху това как се е образувала мистериозната планета джудже. Произходът на Плутон остава загадка, тъй като се намира на границата на Слънчевата система и е изследван внимателно само от мисията New Horizons.

„Плутон е огромна страна на чудесата с уникална и завладяваща геология, така че по-креативните хипотези, за да се обясни, че геологията винаги са полезни“, каза Сингър. „Това, което би помогнало да се разграничат различните хипотези, е да имаме повече информация за това какво има под повърхността на Плутон. Можем да постигнем това само като изпратим космически кораб в орбитата на Плутон, може би използвайки радар, който може да гледа през леда.“