На ледяных карликовых планетах нашли признаки геотермальной активности и подледных океанов
Эрида и Макемаке — далекие карликовые планеты с необычайно отражающей поверхностью. Все потому, что она покрыта молодым метановым льдом. Изучив возможные сценарии его происхождения, ученые пришли к выводу, что «сердце» этих планет гораздо горячее, чем предполагали.
Чтобы понять, как формировалась Солнечная система, астрономы изучают «строительный мусор», который летает за орбитой Нептуна, — транснептуновые объекты. В основном это малые тела, но среди них есть несколько крупных: карликовые планеты Плутон, Хаумеа, Макемаке и Эрида. Последние две по размерам уступают лишь Плутону, поэтому так интересуют ученых. Теперь благодаря космическому телескопу «Джеймс Уэбб» астрономы получили новые данные о составе их поверхности.
Спектрограф ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec) засек на карликовых планетах соединения метана с повышенной долей тяжелого водорода (дейтерия) и различающимися изотопами углерода. Так ученые впервые получили возможность измерить соотношение дейтерия к водороду в метане Эриды и Макемаке. Разные процессы порождают разные изотопы, поэтому, вооружившись новой информацией, исследователи проанализировали разные сценарии появления метана.
Авторы новой работы выделили три типа метана, который может существовать на Эриде и Макемаке: первичный метан из протопланетного диска, термогенный метан из сложных органических молекул и абиогенный метан от гидротермической переработки оксидов углерода в присутствии горных пород. Метан могут производить и бактерии, но версию о биологическом происхождении ученые, конечно, не рассматривали.
Опираясь на исследования ледяного спутника Сатурна Титана, а также Земли, метеоритов и комет, авторы работы проанализировали разные сценарии и пришли к следующим выводам. Первичного метана на Эриде и Макемаке почти нет, потому что иначе соотношение дейтерия к водороду было бы значительно выше. Возможно, он улетел в космос или разрушился в процессе эволюции этих тел.
Лучше всего под данные наблюдений подходят абиогенный и термогенный метан. Для их образования необходима относительно высокая температура — от 150 до 400 градусов Цельсия. Значит, у этих карликовых планет есть каменное ядро, которое нагрелось от распада радиоактивных элементов. Как следствие, под метановым льдом должна быть жидкая вода. А на поверхность метан попадает за счет криовулканизма.
«Обнаруженное нами соотношение изотопов углерода (13C/12C) говорит об относительно недавнем обновлении поверхности», — прокомментировал Уилл Гранди, астроном из обсерватории Лоуэлла, один из авторов исследования.
На обновление метанового льда указывает и слишком уж высокое альбедо, то есть отражающая способность поверхностей Эриды и Макемаке. Под воздействием космической радиации метан превращается в более тяжелые углеводородные соединения, приобретая красный оттенок — вспомните поверхность Плутона.
Раз поверхность Эриды и Макемаке остается светлой, значит, метановый лед обновляется. Причиной могут быть сезонная сублимация и последующая конденсация метана — он оседает поверх покрасневшей поверхности. Если же слой метана на поверхности достаточно толстый, в нем может идти конвекция: нагревшееся от ядра вещество поднимается вверх, где снова замерзает. Именно поэтому сохраняет белизну равнина Спутника — знаменитое «сердце» на «боку» Плутона.
По результатам исследования авторы написали две работы: с геохимическим анализом наблюдений «Джеймса Уэбба» и разбором теоретических внутренних процессов в этих карликовых планетах. Обе опубликовали в журнале Icarus.
Макемаке и Эрида находятся очень далеко от Солнца. Обе подлетают на расстояние около 38 астрономических единиц (астрономическая единица — расстояние от Земли до Солнца), разве что у Эриды более вытянутая орбита.
Диаметр Макемаке — от 1,4 до 1,5 тысячи километров, что чуть больше Харона, спутника Плутона. Мы пока не знаем точную массу и плотность карликовой планеты, но в 2016 году у нее нашли спутник, так что характеристики удастся получить, когда ученые проанализируют динамику этих тел.
Об Эриде мы знаем больше: она чуть меньше Плутона в диаметре (2,33 тысячи километров), но более плотная. То есть в ее составе больше камней — есть место для хранения тепла от распада элементов. Вероятно, у Макемаке схожая плотность.
Из-за огромного удаления от Солнца температура на поверхности этих тел — примерно минус 238 градусов Цельсия (30-40 кельвин). То, что на столь холодных и далеких от Солнца телах существуют подледные океаны, — большой сюрприз. По расчетам, типичного тепла ядра у карликовых планет не должно хватать для поддержания жидкого океана под поверхностью. Открытие наводит на мысль, что подобные океаны могут быть куда более массовым явлением, чем считалось.
Telegram 
Дзен 
VK В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
В эпоху искусственного интеллекта и стремительного развития технологий знание языка становится инструментальной компетенцией, а умение работать с учетом культурного контекста — стратегической. В День филолога, кандидат педагогических наук Екатерина Щавелева, заведующая кафедрой иностранных языков и коммуникативных технологий НИТУ МИСИС рассказывает, как гуманитарное образование приобретает новую ответственность и какое будущее у межкультурной коммуникации.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии