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, которое произошло по касательной.
Ледяное сердце Плутона
Тайну того, как на поверхности Плутона появилось гигантское похожее на ледяное сердце, наконец-то разгадала международная команда астрофизиков во главе с Бернским университетом и членами Национального центра компетенции в исследованиях (NCCR) PlanetS. Команда впервые успешно воссоздала его необычную форму с помощью численного моделирования, объяснив ее гигантским и довольно медленным ударом под острым углом.
С тех пор, как камеры миссии NASA New Horizones обнаружили большую структуру в форме сердца на поверхности карликовой планеты Плутон в 2015 году, оно постоянно озадачивало ученых своей уникальной формой, геологическим составом и высотой. Команда ученых из Бернского университета, вместе с несколькими членами NCCR PlanetS, и сотрудниками Университета Аризоны в Тусоне использовала численное моделирование, чтобы исследовать происхождение равнины Спутник — западной каплевидной части сердцевидной поверхности Плутона.
Согласно их исследованиям, ранняя история Плутона была отмечена катаклизмом, в результате которого и образовалась равнина Спутника: столкновение с планетарным 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 на нем нет подземного океана.
Столкновение по касательной
Ледяное сердце Плутона не состоит из одного элемента. Равнина спутника, которая является его западной частью, занимает площадь 1200 на 2000 километров, что эквивалентно четверти Европы или Соединенных Штатов. Впечатляет то, что этот регион на три-четыре километра ниже по высоте, чем большая часть поверхности Плутона. Восточная часть сердца также покрыта похожим, но гораздо более тонким слоем азотного льда, происхождение которого пока непонятно для ученых, но, вероятно, связано с геологической структурой.
«Вытянутая форма Sputnik Planitia убедительно свидетельствует о том, что удар был не прямым лобовым столкновением, а скорее произошел по касательной», — отмечает доктор Мартин Ютци из Бернского университета, который инициировал исследование.
Его команда, как и несколько других со всего мира, использовала свое программное обеспечение для моделирования гидродинамики сглаженных частиц (SPH) для цифрового воспроизведения таких столкновений, 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 столкновения и определили 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 планету, а выпало на ее поверхность в виде обломков.
На Плутоне нет подземного океана
Нынешнее исследование также кое-что рассказало и о внутренней структуре Плутона. На самом деле, гигантский удар, подобный смоделированному, гораздо более вероятен, чем тот, что произошел на очень раннем этапе истории Плутона. Однако это создает проблему: гигантская впадина, подобная Sputnik Planitia, по законам физики должна медленно двигаться к полюсу карликовой планеты со временем, поскольку она имеет дефицит массы. Однако она парадоксальным образом находится вблизи экватора.
Предыдущее теоретическое объяснение заключалось в том, что Плутон, как и несколько других планетных тел во внешней Солнечной системе, имеет подповерхностный океан жидкой воды. Согласно этому предварительному объяснению, ледяная кора Плутона была бы тоньше в районе Sputnik Planitia, 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 раскопана в результате столкновения, и когда материал ядра тела падает на ядро Плутона, он создает 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 проводит новый исследовательский проект, чтобы оценить скорость этой миграции. «Это новое и изобретательное объяснение сердцевидной формы Плутона 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/techsfact
