• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
17 апреля
Дарья Г.
1
2 448

Планетологи окончательно объяснили возникновение «сердца» Плутона

4.4

С помощью трехмерного компьютерного моделирования астрономы подобрали параметры объекта, из-за падения которого на экваторе Плутона появилась светлая «капля». Более того, из новых вычислений получается, что подледного океана на этой далекой планете, скорее всего, нет.

Плутон
Обработанный снимок Плутона, сделанный космическим апаратом «Новые горизонты». Из-за ракурса кажется, что «сердце» планеты находится точно на экваторе, но, на самом деле, тут снимок сделан чуть «сверху». Экватор проходит через «кончик» «сердца». Именно под ним, согласно моделированию, лежит остаток гигантского ударного тела, когда-то врезавшегося в Плутон / © NASA, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Southwest Research Institute, Alex Parker

Когда космический зонд «Новые горизонты» прислал снимки сближения с Плутоном в 2015 году, все сразу обратили внимание на «сердце» на боку карликовой планеты. Тут сыграли роль ракурс и людское воображение. На самом деле, явно выделяется лишь половинка фигуры — белая «капля» равнины Спутника. В длину с «хвостиком» она достигает двух тысяч километров, в ширину — 1,2 тысячи километров. Особенно бросилась в глаза ее «гладкость» — будто бы это лед на поверхности жидкого океана.

Предположение о жидком океане подкрепляло и положение равнины Спутника — чуть севернее экватора. Если бы Плутон был полностью твердым телом, то настолько большая «дырка» спровоцировала бы поворот карликовой планеты. Углубление сместилось бы к ближайшему полюсу. Вместо этого оно находится на противоположной стороне от Харона, который по массе лишь на порядок меньше Плутона. Все это свидетельствует о том, что в равнине Спутника скрывается больше массы, а не меньше.

При этом сама форма равнины Спутника крайне похожа на след от столкновения с массивным объектом. Ученые пробовали доказать это с помощью компьютерного моделирования. У них получилось, что 400-километровый объект мог образовать 800-километровый кратер в лобовом столкновении. Но получить форму «капли» в двухмерных моделях не удалось. В новой работе исследователи использовали трехмерное моделирование. Статья с результатами опубликована в журнале Nature Astronomy.

Группа ученых из Университета Берна (Швейцария) вместе с коллегами из других институтов проверила сценарии с разными размерами и углом падения объекта, а также разным составом как Плутона, так и ударного тела. В моделировании они использовали «слоеную» карликовую планету с твердым каменным ядром и твердой ледяной мантией температурой от 70 до 250 кельвинов. Также проверили модели с океаном глубиной от 50 до 150 километров.

Параметры ударного тела были более разнообразными, от 400 до 1100 километров в диаметре. Состояло оно из тех же материалов, камня и льда, но разной пропорции: от 5 до 66% камня с оболочкой изо льда. Угол падения — от нуля до 45 градусов. Последствия столкновения моделировали до шести часов после события. К тому моменту в «подлетевшем» состоянии во всех сценариях оставалось не больше 0,5% выбитой материи.

Самый подходящий сценарий столкновения тела с Плутоном с образованием равнины Спутника. Тело диаметром 730 километров, с ядром около 15% массы, упавшее под углом 30 градусов со скоростью примерно шесть километров в секунду. Через 40 минут, один час и шесть часов после столкновения. Фрагменты ударного тела отмечены фиолетовым (камень) и зеленым (лед). Слои Плутона показаны синим (камень) и желтым (лед) цветом. Справа — внутренняя структура равнины Спутника в этом сценарии / © Harry A Ballentyne et al, Nature Astronomy 2024

Лучше всего «результат» получился у объекта с каменным ядром от 5 до 30% массой и диаметром около 700 километров (сопоставимо с астероидом Веста), упавшим под углом 15-30 градусов. Во всех случаях получалась «капля» со «входом» в верхней круглой части. Каменный «сердечник» ударного тела, пронзив ледяную мантию Плутона, «тонул» к ядру у «хвостика» капли. Он, вероятно, и стал масконом — концентрацией массы в глубине планеты.

Образовавшийся при этом кратер заполнился льдом от ударного тела. Довольно быстро Плутон «припорошил» его азотным льдом. Согласно модели, так и образовалась светлая ровная «капля» равнины Спутника с масконом в «хвостике». Это объясняет, почему Плутон не развернулся кратером к полюсу: его «удерживает» маскон на экваторе, как раз на противоположной стороне от Харона.

Результат моделирования распределения материи от ударного тела в описанном сценарии с телом диаметром 730 километров (слева наверху). Проекция поверхности Плутона с равниной Спутника (слева внизу). Результат моделирования при наличии океана на Плутоне: глубиной 50 километров (справа наверху) и глубиной 150 километров (справа внизу). Синим пунктиром выделена форма равнины Спутника / © Harry A Ballentyne et al, Nature Astronomy 2024

«Внутри Плутон настолько холодный, что камни остались твердыми и не расплавились, несмотря на жар от столкновения. А благодаря углу столкновения и низкой скорости ядро ударного камня не „утонуло“ внутрь ядра Плутона, а осталось кляксой на нем», — объяснил Гарри Баллантин, главный автор исследования из Университета Берна.

Что касается подледного океана, астрономы смоделировали три сценария: глубиной 50, 100 и 150 километров. Если выбирать, то самый близкий по форме кратер получился при 50-километровом океане. Именно такую глубину вывели ученые в предыдущих исследованиях этой гипотезы.

Проблема в том, что сценарий океана «тянет» за собой множество предположений. Например, чтобы он не замерз, там должна быть высокая концентрация аммиака или слой газовых гидратов, защищающих воду ото льда. Таким образом, новая работа пытается «закрыть» глобальный подледный океан Плутона, показывая, что его существование вовсе не обязательно.

В рамках дальнейших исследований можно смоделировать гравитационное поле над масконом, чтобы подтвердить «несмещение» кратера к полюсу. Также можно «поэкспериментировать» с составом и структурой ударного объекта и смоделировать эволюцию такого кратера в условиях Плутона в долгосрочной перспективе.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
10 часов назад
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

Сегодня, 08:15
Полина Меньшова

Нейросети научились систематически внушать собеседнику ложные убеждения. При этом для обмана рассмотренные языковые модели никто специально не тренировал, а в некоторых случаях им даже запрещали вести себя нечестно.

Сегодня, 12:33
Мария Азарова

Лимфатические узлы — чувствительные мишени для канцерогенных химических веществ. Появляется все больше доказательств того, что иммунологические нарушения из-за воздействия растворителей, антипиренов, пестицидов и красок для волос играют ключевую роль в начале развития злокачественных лимфом. Опасны ли в этом смысле татуировки, выяснила команда медиков из Швеции.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

24 мая
Полина Меньшова

Чрезмерный или неконтролируемый просмотр порноконтента, как правило, связан с особенностями психологического и эмоционального состояния человека. Какие именно факторы вызывают потребность в видео «для взрослых», объяснили специалисты из Австралии.

10 часов назад
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

3 мая
Василий Парфенов

Ледяной покров Антарктики претерпевает значительные изменения на протяжении года, и его поведение хорошо изучено в общем. Но некоторые локальные аномалии объяснить не получается вот уже несколько десятилетий. Одна из них — полынья возвышения Мод, или полынья моря Уэдделла, которая появляется нерегулярно на одном и том же месте. Международная команда океанологов, наконец, смогла разгадать механизмы ее образования.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

1 2
1 2
17.04.2024
-
0
+
Хорошая статья! Газовые гидраты скорее всего не слоем сверху, а по всей толще льда, в виде примеси. Может это влияет на скорость конвекции в льде (ухудшает), может и совсем останавливает конвекцию. Океан нельзя исключать, хотя толку от него не больше чем от океана Ганимеда, конечно
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: