• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
16 февраля
Дарья Г.
1 119

На ледяных карликовых планетах нашли признаки геотермальной активности и подледных океанов

5.2

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.

Карликовые планеты Макемаке и Эрида
Карликовые планеты Макемаке и Эрида / © Southwest Research Institute

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.

Иллюстрация сценариев производства метана в недрах Эриды и Макемаке / © Christopher R. Glein et al, Icarus (2024)

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 14:25
Дарья Г.

По оценкам ученых, «свободных» планет в Млечном Пути может быть в 20 раз больше, чем звезд. Так как планеты сами не светятся, разглядеть их сложно: их ищут гравилинзированием, лучше всего обнаруживающим самые массивные планеты типа Юпитера. Но вот удалось найти еще одну такую «сироту», причем не массивную с Юпитер, а земного размера. И ученые уверены, что это лишь первая находка из многих.

Позавчера, 13:05
Александр Березин

В норме чем больше становится видов в группе, тем острее они конкурируют между собой, что сначала замедляет возникновение новых видов, а затем ведет к вымиранию. Новая научная работа показала, что у рода Homo ситуация почему-то была обратной: чем больше видов он образовывал, тем быстрее возникали новые дополнительные. Среди позвоночных подобных примеров нет, только среди жуков на изолированных островах. Ученые выдвинули ряд гипотез, позволяющих объяснить столь удивительный результат.

Вчера, 16:49
Андрей

Международная группа геофизиков изучила облик внутреннего ядра Земли, чтобы выяснить, какой у него тип тепловой конвекции. В ходе исследования ученые обнаружили самые горячие и самые холодные точки в центре планеты.

Позавчера, 14:25
Дарья Г.

По оценкам ученых, «свободных» планет в Млечном Пути может быть в 20 раз больше, чем звезд. Так как планеты сами не светятся, разглядеть их сложно: их ищут гравилинзированием, лучше всего обнаруживающим самые массивные планеты типа Юпитера. Но вот удалось найти еще одну такую «сироту», причем не массивную с Юпитер, а земного размера. И ученые уверены, что это лишь первая находка из многих.

Позавчера, 13:05
Александр Березин

В норме чем больше становится видов в группе, тем острее они конкурируют между собой, что сначала замедляет возникновение новых видов, а затем ведет к вымиранию. Новая научная работа показала, что у рода Homo ситуация почему-то была обратной: чем больше видов он образовывал, тем быстрее возникали новые дополнительные. Среди позвоночных подобных примеров нет, только среди жуков на изолированных островах. Ученые выдвинули ряд гипотез, позволяющих объяснить столь удивительный результат.

18 апреля
Юлия Трепалина

Во время проживания в отелях туристы, как правило, расходуют ощутимо больше воды, чем у себя дома: из-за долгого плескания в душе разница может доходить до 250 литров в день. В новом исследовании ученые с помощью эксперимента показали, как побудить отдыхающих пользоваться водными ресурсами экономнее.

8 апреля
Василий Парфенов

Режим работы, количество трудовых часов в неделю и экономическую стабильность профессии прочно ассоциируют с благополучием человека. Количественно и качественно определить эти взаимосвязи получается редко — нужны большие выборки респондентов и длительное время наблюдений. Автор новой научной работы использовал долговременное исследование более чем семи тысяч американцев, чтобы выявить основные эффекты паттернов трудовой деятельности на психическое и физическое здоровье работающих людей.

28 марта
Игорь Байдов

Американская компания JetZero, которая обещает произвести фурор в гражданской авиации, получила сертификат летной годности на испытания уменьшенной копии разрабатываемого ею сверхэффективного реактивного авиалайнера со «смешанным крылом». Предстоящая программа летных испытаний будет направлена на оценку летно-технических характеристик самолета, его устойчивости и управляемости.

21 марта
Дарья Г.

По спектральным данным от «Джеймса Уэбба» и результатам компьютерного моделирования атмосферы астрономы показали, что экзопланета LHS 1140 b — мир-океан. Причем по характеристикам это лучший на сегодня потенциально обитаемый мир, подходящий для пристального изучения.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: