На карликовій планеті Плутон є дивовижна формація, відома як область Томбо. Вона має форму серця. Нещодавно вчені встановили, що причиною її утворення стало зіткнення з якимось тілом, що відбулося по дотичній.
Крижане серце Плутона
Таємницю того, як на поверхні Плутона з’явився гігантський льодовик, схожий на крижане серце, нарешті розгадала міжнародна команда астрофізиків з Бернського університету та Національного центру компетенції в дослідженнях (NCCR) PlanetS. Команда вперше успішно відтворила його незвичайну форму за допомогою чисельного моделювання, пояснивши її гігантським і досить повільним ударом під гострим кутом.
Відтоді, як камери американського зонда New Horizons 2015 року виявили велику структуру у формі серця на поверхні карликової планети Плутон, воно постійно спантеличувало вчених своєю унікальною формою, складом і висотою. Команда планетологів із Бернського університету, разом із кількома співробітниками NCCR PlanetS та Університету Аризони в Тусоні використала чисельне моделювання, щоб дослідити походження Рівнини Спутніка — західної краплеподібної частини серцеподібної ділянки поверхні.
Згідно з їхніми дослідженнями, рання історія Плутона була позначена катаклізмом, в результаті якого й утворився Рівнина Спутніка — зіткненням із планетоподібним тілом діаметром близько 700 км, що приблизно вдвічі перевищує розмір Швейцарії зі сходу на захід. Висновки команди, нещодавно опубліковані в журналі Nature Astronomy, також свідчать про те, що внутрішня структура карликової планети відрізняється від того, як її уявляли раніше, а це означає, що там немає підповерхневого океану.
Зіткнення по дотичній
«Крижане серце» Плутона не складається з одного елемента. Рівнина Cупутника, що є його західною частиною, займає площу 1200×2000 км — це еквівалентно чверті Європи чи Сполучених Штатів. Вражає те, що цей регіон на три-чотири кілометри нижчий, ніж більша частина плутоніанської поверхні. Східна частина «серця» також вкрита схожим, але набагато тоншим шаром азотного льоду, походження якого поки незрозуміле, але, ймовірно, пов’язане з цією структурою.
«Витягнута форма Рівнини Cупутника переконливо свідчить про те, що удар був не прямим лобовим зіткненням, а скоріше відбувся по дотичній», — зазначає ініціатор дослідження доктор Мартін Ютці з Бернського університету. Його команда, а також кілька інших з усього світу, використала своє програмне забезпечення для моделювання гідродинаміки згладжених частинок (SPH) для цифрового відтворення подібних подій, змінюючи як склад Плутона, так і тіла, що з ним зіштовхнулося, а також швидкість і кут зіткнення. Ці симуляції підтвердили підозри вчених щодо зіткнення під гострим кутом і дозволили визначити склад ударного тіла.
Ядро Плутона настільки холодне, що гірські породи лишилися дуже твердими й не розплавилися, попри тепло від удару. Крім того, завдяки його куту і низькій швидкості ядро імпактора не занурилось у карликову планету, а випало на її поверхню у вигляді уламків.
На Плутоні немає підповерхневого океану
Дослідження також дещо розповіло про внутрішню структуру Плутона. Насправді гігантський удар, подібний до змодельованого, набагато ймовірніший, ніж той, що стався на дуже ранньому етапі плутоніанської історії. Однак це створює проблему: гігантська западина на кшталт Рівнини Cупутника за законами фізики повинна з часом повільно рухатися до полюса карликової планети, оскільки вона має дефіцит маси. Проте вона парадоксальним чином лишається поблизу екватора.
Попереднє теоретичне пояснення полягало в тому, що Плутон, як і кілька інших подібних тіл у зовнішній Сонячній системі, має підповерхневий океан рідкої води. Згідно з цим попереднім поясненням, крижана кора була би тоншою в районі Рівнини Cупутника, що призвело би до «випинання» океану, а оскільки рідка вода щільніша за лід, у результаті утворився б надлишок маси, який би викликав міграцію до екватора.
Однак нове дослідження пропонує альтернативну перспективу. «У наших симуляціях вся первісна мантія Плутона була порушена в результаті зіткнення, і коли матеріал ядра тіла випав на ядро Плутона, він створив локальний надлишок маси, який може пояснити міграцію до екватора без підземного океану, або, щонайбільше, з дуже тонким океаном», — пояснює Мартін Ютці.
Доктор Едін Дентон з Університету Арізони, яка також є співавтором дослідження, наразі реалізує новий дослідницький проєкт, щоб оцінити швидкість цієї міграції. «Це нове і винахідливе пояснення серцеподібної структури може призвести до кращого розуміння походження Плутона», — підсумовує вона.
За матеріалами: phys.org
Тільки найцікавіші новини та факти в нашому Telegram-каналі!
Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine
