Nové důkazy o podpovrchovém oceánu Pluta

Přirozený barevný pohled na Pluto, jak je vidět v kosmické lodi New Horizons NASA v roce 2015. Nový výzkum přispívá k důkazu o podpovrchovém oceánu pod ledovou kůrou Pluto. Sputnik Planitia je oblast hladšího dusíku z dusíku uprostřed pravé části obrázku. Obrázek přes NASA / JHUAPL / SwRI / Alex Parker.

V současnosti je známo nebo existuje podezření, že pod jejich chladnými, ledovými povrchy mají pod povrchem oceány alespoň několik měsíců. Vědci si také myslí, že trpasličí planeta Pluto ji může mít také na základě údajů z letové mise NASA New Horizons v roce 2015. Jak může tento malý, zmrzlý, skalnatý míč daleko dál než Neptun mít oceán ?

Nyní nový výzkum vědců v Japonsku a USA přidává další důkazy pro tuto zajímavou možnost. Tato zjištění byla oznámena ve společné tiskové zprávě z Hokkaido University, Earth-Life Science Institute v Tokijském technologickém institutu, Tokushima University, Osaka University, Kobe University a Kalifornské univerzity v Santa Cruz. Vědci publikovali svá zjištění v recenzovaném časopise Nature Geoscience 20. května 2019.

V nové studii počítačové simulace naznačují, že vrstva plynných hydrátů (klatrátové hydráty) - krystalická pevná látka na vodní bázi fyzicky připomínající led - mezi oceánem a vnější ledovou krustou by mohla udržovat podpovrchový oceán izolovaný a kapalný. Bez této izolační vrstvy by jakákoli kapalná voda pravděpodobně zmrzla pevnou pevnou látku před miliony nebo miliardami let. Z abstraktního článku:

Mnoho ledových těles sluneční soustavy má podpovrchové oceány. Na lokalitě Pluto naznačuje poloha Sputnik Planitia v blízkosti rovníku přítomnost podpovrchového oceánu a místně ztenčenou ledovou skořápku. Aby si Pluto udržel oceán, musí uvnitř udržovat teplo.

Současná navrhovaná vnitřní struktura Pluta. Vrstva hydrátů klatrátů (plyn) - nejpravděpodobněji metan - by pomohla udržet tekutinu v oceánu uvnitř oceánu, zatímco vnější ledová kůra zůstává zmrzlá. Obraz přes Kamata S. et al., Plutoův oceán je uzavřen a izolován pomocí hydrátů plynu. Nature Geosciences, 20. května 2019.

Podobné oceány na měsících, jako je Evropa a Enceladus, jsou považovány za kapalné gravitačním tahem z jejich hostitelských planet, Jupitera a Saturn. S tím může také pomoci amoniak a soli ve vodě samotné. Ale Pluto na ni nemá větší planetu, takže musí fungovat jiný mechanismus.

Data z New Horizons naznačují, že Pluto má oceán pod vnější ledovou krustou a že ledová skořápka je tenčí v oblasti zvané Sputnik Planitia. Ale podle standardní teorie by měl být vnitřní povrch ledové skořápky zploštěn a není. Sputnik Planitia je obrovská oblast hladkých ledovcových ledovců na rozdíl od všeho na Zemi.

Vědci nyní teoretizují, že pod Sputnik Planitia leží izolační vrstva hydrátů plynu - pravděpodobně složená z metanu. Tato izolační vrstva pomáhá udržovat vodu pod dostatečně teplou vodou, aby zůstala kapalná, zatímco ledová kůra zůstává zmrzlá. Tato vrstva by se skládala z plynných hydrátů, krystalických ledových pevných látek vytvořených z plynu zachyceného v klecích s molekulární vodou. Tyto hydráty jsou vysoce viskózní a mají nízkou tepelnou vodivost, takže by proto mohly poskytovat ideální izolační vlastnosti.

Podrobněji Sputnik Planitia. Hladký ledový povrch (dusíkový led) se dělí na nepravidelně tvarované „buňky“, které jsou lemovány úzkými žlaby, z nichž některé obsahují tmavší materiály. Tam jsou také skupiny kopců a polí neobvyklých malých jám. Vnější ledová skořápka je v této oblasti tenčí než jinde na Plutu. Obrázek přes NASA / JHUAPL / SwRI.

Z abstraktu:

Hydráty klatrátu fungují jako tepelný izolátor, který zabraňuje úplnému zamrznutí oceánu a zároveň udržuje ledovou skořápku chladnou a nehybnou. Nejpravděpodobnějším plynným klatrátem je metan, získaný z prekurzorových těles a / nebo krakování organických materiálů v horkém skalnatém jádru. Molekuly dusíku původně obsažené a / nebo produkované později v jádru by pravděpodobně nebyly zachyceny jako hydráty klatrátů, místo toho by dodávaly povrch a atmosféru bohatou na dusík. Vytvoření tenké vrstvy hydrátové vrstvy klatrátové vody do podpovrchového oceánu může být důležitým obecným mechanismem pro udržení podpovrchových oceánů s dlouhou životností v relativně velkých, ale minimálně zahřátých ledových druzích a objektech Kuiper Belt.

Vědci testovali dva scénáře, jeden s izolační vrstvou methanového plynu a druhý bez. Bez takové vrstvy by měl oceán před stovkami milionů let zmrznout. Ale s touto přidanou vrstvou by oceán zůstal kapalný, aniž by hodně zmrzl, pokud vůbec. V tomto scénáři by to trvalo déle než miliardu let, než by úplně zmrzlo.

Zleva doprava: vědci Atsushi Tani z univerzity Kobe a Shunichi Kamata a Kiyoshi Kuramoto z univerzity Hokkaido. Obrázek přes Yu Kikuchi.

Metan pravděpodobně pochází z jádra Pluta. Podle vědců tento závěr podporuje i velmi jemnou atmosféru Pluta, která obsahuje dostatek vodíku, ale velmi málo metanu.

Tato nová zjištění nejen ukazují, jak by Plutův oceán mohl být ještě dnes tekutý i za těch nejzjevnějších nepravděpodobných okolností, ale také naznačují, že ve vesmíru by mohlo být mnohem více podobných světů. Již se předpokládá, že oceánské měsíce jako Evropa a Enceladus, které obíhají na velkých planetách, by mohly být běžné. Pokud ale i vzdálená, chladná trpasličí planeta, jako je Pluto, může mít oceán, pak by to mohlo znamenat, že v naší galaxii i mimo ni existuje mnohem více takových světů. To by samozřejmě mohlo mít dopad na možnost života jinde. Podle Shunichi Kamata z univerzity Hokkaido, který vedl výzkumný tým:

To by mohlo znamenat, že ve vesmíru je více oceánů, než se dříve myslelo, čímž by se existence mimozemského života stala věrohodnější.

Jupiterův měsíc Europa je známý svým podpovrchovým oceánem, který by mohl podporovat život. Nyní se zdá, že Pluto má také. Kolik jich tam venku může být? Obrázek přes NASA / JPL-Caltech / SETI Institute.

Nové horizonty odhalily, že Pluto je složitější a aktivnější svět, než se obecně očekávalo, s ledovcovými ledovci, vodními ledovými horami, metanovým „sněhem“ na horách a neobvyklým terénem v rámci Sputnik Planitia. Nyní se zdá, že Pluto má pravděpodobně také vodní oceán hluboko pod hladinou. Při první myšlence to zní absurdně, ale podle dosavadních důkazů je to tam. A pokud Pluto ze všech míst dokáže udržovat oceán, kolik dalších oceánských planet a měsíců tam může být? Možná mnohem více, než kdy bylo možné.

Sečteno a podtrženo: Pluto může být ve velké vzdálenosti od Slunce posledním místem, kde byste očekávali, že najde oceán. Tato nová studie však přispívá k rostoucímu důkazu, že Pluto má ve své vnější ledové kůře opravdu oceán. Nová zjištění ukazují, jak může být proti očekáváním, že Plutoův oceán zůstane kapalný po stovky milionů let, a - podle těchto vědců - pravděpodobně stále existuje dodnes.

Zdroj: Plutoův oceán je omezen a izolován pomocí hydrátů plynu

Na univerzitě Hokkaido