На карликовой планете Плутон есть удивительная формация, известная как область Томбо. Она имеет форму сердца. Недавно ученые установили, что причиной ее образования стало столкновение, с каким-то телом, произошедшее по касательной.
Ледяное сердце Плутона
Тайну того, как на поверхности Плутона появилась гигантская структура, похожая на ледяное сердце, наконец-то разгадала международная команда астрофизиков из Бернского университета и Национального центра компетенции в исследованиях (NCCR) PlanetS. Она впервые успешно воссоздала его необычную форму с помощью численного моделирования, объяснив ее гигантским и сравнительно медленным ударом под острым углом.
С тех пор, как камеры американского зонда New Horizons в 2015 году обнаружили большую структуру в форме сердца на поверхности карликовой планеты Плутон, она постоянно озадачивала ученых своей уникальной формой, составом и высотой. Команда планетологов из Бернского университета вместе с несколькими сотрудниками NCCR PlanetS и Университета Аризоны в Тусоне использовала численное моделирование, чтобы исследовать происхождение Равнины Спутника — западной каплевидной части сердцевидного участка.
Согласно их исследованиям, ранняя история Плутона была отмечена катаклизмом, в результате которого и образовалась Равнина Спутника, а именно — столкновение с планетоподобным телом диаметром около 700 км, что примерно вдвое превышает размер Швейцарии с востока на запад. Выводы команды, недавно опубликованные в журнале Nature Astronomy, также свидетельствуют о том, что внутренняя структура Плутона отличается от того, что считалось ранее, а это означает, что там нет глубинного океана.
Столкновение по касательной
Ледяное сердце Плутона не состоит из одного элемента. Равнина Спутника, являющася его западной частью, занимает площадь 1200×2000 км, что эквивалентно четверти Европы или Соединенных Штатов. Впечатляет то, что этот регион на три-четыре километра ниже по высоте, чем большая часть плутонианской поверхности. Восточная часть «сердца» также покрыта похожим, но гораздо более тонким слоем азотного льда, происхождение которого пока непонятно для ученых, но, вероятно, связано с этой структурой.
«Вытянутая форма Равнины Спутника убедительно свидетельствует о том, что удар был не прямым лобовым столкновением, а скорее произошел по касательной», — отмечает доктор Мартин Ютци из Бернского университета, инициировавший исследование.
Его команда, как и несколько других со всего мира, использовала свое программное обеспечение для моделирования гидродинамики сглаженных частиц (SPH) для цифрового воспроизведения таких событий, изменяя как состав Плутона, так и столкнувшегося с ним тела, а также скорость и угол столкновения. Эти симуляции подтвердили подозрения ученых относительно столкновения под острым углом и позволили определить состав ударного тела.
Ядро Плутона настолько холодное, что горные породы остались очень твердыми и не расплавились, несмотря на тепло от удара, Кроме того, благодаря его углу и низкой скорости ядро импактора не погрузилось в карликовую планету, а выпало на ее поверхность в виде обломков.
На Плутоне нет глубинного океана
Исследование также кое-что рассказало о внутренней структуре Плутона. На самом деле гигантский удар, подобный смоделированному, гораздо более вероятен, чем произошедший на очень раннем этапе плутонианской истории. Однако это создает проблему: гигантская впадина, подобная Равнине Спутника, по законам физики должна со временем медленно сдвигаться к полюсу карликовой планеты, поскольку она имеет дефицит массы. Однако она парадоксальным образом находится вблизи экватора.
Предыдущее теоретическое объяснение заключалось в том, что Плутон, как и несколько других планетоподобных тел во внешней Солнечной системе, имеет подповерхностный океан жидкой воды. Согласно этому предварительному объяснению, ледяная кора карликовой планеты была бы тоньше в районе Равнины Спутника, что привело бы к выпячиванию океана, а поскольку жидкая вода плотнее льда, то в результате образовался бы избыток массы, который вызвал бы миграцию к экватору.
Однако новое исследование предлагает альтернативную перспективу. «В наших симуляциях вся первоначальная мантия Плутона была разрушена в результате столкновения, и когда материал ядра тела упал на плутонианское ядро, он создал локальный избыток массы, который может объяснить миграцию к экватору без подземного океана, или, по крайней мере, с очень тонким океаном», — объясняет Мартин Ютци.
Доктор Эдин Дентон из Университета Аризоны, которая также является соавтором исследования, сейчас реализует новый исследовательский проект, чтобы оценить скорость этой миграции. «Это новое и остроумное объяснение сердцевидной формы может привести к лучшему пониманию происхождения Плутона», — заключает она.
По материалам: phys.org
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
