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 Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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