Ядро Плутона, вероятно, образовалось в результате древнего столкновения

Подпишитесь на научный информационный бюллетень CNN Wonder Theory. Исследуйте вселенную, узнавая новости об увлекательных открытиях, научных достижениях и многом другом..

Си-Эн-Эн
—

Огромная особенность в форме сердца на поверхности Плутона заинтриговала астрономов с тех пор, как космический корабль НАСА «Новые горизонты» запечатлел ее на снимке в 2015 году. Теперь исследователи полагают, что они разгадали тайну происхождения этого характерного сердца и могут дать новые подсказки о нем. Происхождение карликовой планеты.

Эта особенность называется «Tombo Regio» в честь астронома Клэйва Томбо, открывшего Плутон в 1930 году. Но учёные утверждают, что ядро ​​не является одним элементом. На протяжении десятилетий подробности о высоте, геологии и особой форме Томбо Реджио, а также о его хорошо отражающей поверхности, которая более ярко-белая, чем остальная часть Плутона, ускользали от объяснения.

Глубокий бассейн под названием Sputnik Planitia, образующий «левую долю» ядра, является домом для большей части азотного льда, обнаруженного на Плутоне.

Бассейн занимает площадь 745 на 1242 мили (1200 на 2000 км), что составляет примерно четверть размера Соединенных Штатов, но он также на 1,9–2,5 мили (3–4 км) ниже по высоте, чем большая часть бассейна. Соединенные Штаты. Поверхность планеты. Между тем, правая часть ядра также содержит слой азотного льда, но он гораздо тоньше.

Благодаря новому исследованию Sputnik Planitia международная группа ученых установила, что ядро ​​образовалось в результате катастрофического события. После анализа, включая численное моделирование, исследователи пришли к выводу, что протопланетное тело диаметром около 435 миль (700 километров), или примерно в два раза больше Швейцарии с востока на запад, вероятно, столкнулось с Плутоном в начале истории карликовой планеты.

Эти результаты являются частью исследования Плутона и его внутренней структуры, опубликованного в понедельник в журнале. Природная астрономия.

Ранее команда изучала необычные особенности Солнечной системы, например, те, что на обратной стороне Луны, которые, вероятно, были созданы в результате столкновений в первые хаотические дни формирования системы.

Исследователи создали численное моделирование с использованием программного обеспечения для гидродинамики гладких частиц, которое является основой для широкого спектра исследований столкновений планет, для моделирования различных сценариев возможных столкновений, скоростей, углов и состава теоретического столкновения планетарного тела с Плутоном.

Результаты показали, что планетарное тело, скорее всего, столкнется с Плутоном под косым углом, а не лобовым.

«Ядро Плутона настолько холодное, что (каменистое тело, столкнувшееся с карликовой планетой) осталось очень твердым и не расплавилось, несмотря на жар столкновения, а благодаря углу столкновения и малой скорости ядро ​​Плутона Столкнувшееся тело не расплавилось», — сказал в своем заявлении доктор Гарри Баллантайн, ведущий автор исследования и соисследователь из Бернского университета в Швейцарии: «Оно не погрузилось в сердце Плутона, а осталось. неповрежденным, как удар по нему».

Но что произошло с планетарным телом после его столкновения с Плутоном?

«Где-то под Спутником лежат остатки ядра другого массивного объекта, который Плутон никогда не переваривал», — заявил в своем заявлении соавтор исследования Эрик Асфо, профессор Лунной и Планетарной лаборатории Университета Аризоны.

Команда обнаружила, что каплевидная форма Sputnik Planitia является результатом холодного ядра Плутона, а также относительно низкой скорости самого удара. Другие типы более быстрых и прямых эффектов создали бы более симметричный вид.

«Мы привыкли думать о столкновениях планет как о невероятно интенсивных событиях, в которых можно игнорировать детали, за исключением таких вещей, как энергия, импульс и плотность. Но в далекой солнечной системе скорости намного медленнее, а твердый лед прочный. вам следует быть более точным в своих расчетах». «Здесь начинается самое интересное».

Изучая особенности сердца, команда также сосредоточилась на внутренней структуре Плутона. Удар в начале истории Плутона мог бы создать дефицит массы, в результате чего Sputnik Planitia со временем медленно мигрировал бы к северному полюсу карликовой планеты, пока планета еще формировалась. Это связано с тем, что в соответствии с законами физики бассейн менее массивен, чем его окрестности, объяснили исследователи в исследовании.

Однако Sputnik Planitia расположена недалеко от экватора карликовой планеты.

Предыдущие исследования показали, что у Плутона может быть подземный океан, и если это так, то ледяная корка над подземным океаном будет тоньше в районе Sputnik Planitia, создавая плотную выпуклость жидкой воды и заставляя массу мигрировать к экватору, говорится в исследовании. сказали авторы.

Но новое исследование предлагает другое объяснение местоположения преимущества.

«В наших симуляциях примитивная мантия Плутона была полностью разрушена ударом, и, поскольку материал ядра ударника разбросан по ядру Плутона, это создает локальный избыток массы, который мог бы объяснить миграцию к экватору без подземного океана или, в лучшем случае, подповерхностный океан», — сказал доктор. «Он очень тонкий», — сказал соавтор исследования Мартин Гетце, старший научный сотрудник в области космических исследований и планетологии в Институте физики Бернского университета.

Келси Сингер, главный научный сотрудник Юго-Западного исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо, и заместитель главного исследователя миссии НАСА «Новые горизонты», которая не участвовала в исследовании, сказала, что авторы проделали тщательную работу по изучению моделирования и разработке своих гипотез, хотя им бы хотелось, чтобы она увидела «более тесную связь с геологическими свидетельствами».

«Например, авторы предполагают, что южная часть Равнины Спутника очень глубокая, но большая часть геологических данных интерпретируется так, что южная часть менее глубокая, чем северная», — сказал Сингер.

Исследователи полагают, что новая теория ядра Плутона может пролить больше света на то, как образовалась загадочная карликовая планета. Происхождение Плутона остается загадкой, поскольку он расположен на краю Солнечной системы и внимательно изучен только миссией «Новые горизонты».

«Плутон — это огромная страна чудес с уникальной и увлекательной геологией, поэтому более творческие гипотезы, объясняющие геологию, всегда полезны», — сказал Сингер. «Что поможет различать различные гипотезы, так это иметь больше информации о том, что находится под поверхностью Плутона. Мы можем добиться этого, только отправив космический корабль на орбиту Плутона, возможно, используя радар, который может смотреть сквозь лед».