"Na Plutonie naprawdę zachodzą zmiany." To przez jego lodowe serce, które wciąż bije

Dwa artykuły naukowe opublikowane ostatnio w czasopiśmie naukowym Nature opisują odkrycie polegające na tym, że pod wpływem podpowierzchniowego procesu zwanego konwekcją powierzchnia równiny Sputnik Planum nieustannie „brukuje się” na nowo i tworzą się na niej charakterystyczne wypiętrzenia. 

Badania te różnią się szczegółami dotyczącymi samego procesu - w tym jak głęboko umiejscowiona jest będąca w ruchu konwekcyjnym warstwa azotowego lodu - ale ogólna historia jest taka sama.      

- Bardziej ekscytują mnie podobieństwa obu publikacji - twierdzi współautor jednego z badań Alexander Trowbridge z Purdue University. - Nasze wyniki są bardzo zbliżone, a tego właśnie oczekuje się w naukach ścisłych. 

Fot. NASA/JHUAPL/SWRI

Bulgoczący lód

W lipcu zeszłego roku naukowcy wysłali w kosmos sondę New Horizons, by móc obserwować zjawiska zachodzące na Plutonie. Czekała tam na nich niespodzianka. Mieszanina różnych nawierzchni, kolorów i lodów wyglądała zbyt różnorodnie, by mógł ją wyrzeźbić lód bardzo odległego Układu Słonecznego, gdzie ciepła jest mało, wszystko zamarza w moment, a martwe pozostałości  po formacji Układu Słonecznego orbitują dookoła słońca w postaci wielkiej masy gruzu. 

Jedną z charakterystycznych cech Plutona jest Sputnik Planum, równina o długości około 1200 kilometrów. Jej gładkie, delikatnie podziurkowane oblicze wydało się naukowcom zbyt młode, na powierzchni nie było kraterów, które zazwyczaj tworzą się na starszych powierzchniach planetarnych. Równina wyglądała jakby lodowce spływające z otaczających gór uformowały pole lodowe. Zbliżenia ukazały siatkę wielokątnych form z lekko uniesionymi środkami. W tym czasie McKinnon sugerował, że te charakterystyczne kształty mogą być wynikiem konwekcji zachodzącej pod równiną Sputnik Planum - regionem przede wszystkim pełniącym rolę olbrzymiego zbiornika na elastyczny i miękki lód azotowy.

Fot. NASA/JHUAPL/SWRI

Proces konwekcji można sobie wyobrazić jako bulgotanie w zwolnionym tempie, coś co można zaobserwować w lampach lawowych albo w garnku z gotującą się owsianką. 

- Widać, że powierzchnia pokryje się różnorodnymi kształtami - tłumaczy Trowbridge na przykładzie owsianki. - Przy włączonym palniku środki tych wielokątów unoszą się, ale jeśli wyłączymy palnik, to te same środki opadną. 

Rozkładające się radioaktywne elementy we wnętrzu Plutona nadal go rozpalają, a wytwarzane ciepło wystarcza, żeby pomiędzy 10 i 40 kilometrem powstawały wielokątne komórki. 

- To wyjątkowe cechy, których naprawdę na tę skalę nie widzieliśmy nigdzie indziej w Układzie Słonecznym - podkreśla Trowbridge. 

Fot. NASA/JHUAPL/SWRI

Szybkie zmiany nawierzchni 

Opierając się na nowych odkryciach, zespoły szacują, że powierzchnia równiny Sputnik Planum może się odnawiać co 500 tysięcy do miliona lat. Oznacza to, że obszar ten wyglądał całkowicie inaczej, kiedy tygrysy szablozębne kroczyły po Ziemi. Chodzi o szybki z punktu widzenia geologii proces, którego naukowcy nie spodziewali się zaobserwować na małej i zimnej planecie karłowatej, znajdującej się mniej więcej 40 razy dalej od Słońca niż Ziemia. 

- Na dalekich krańcach Układu Słonecznego, w mocno odmiennym środowisku, obserwujemy zjawiska, które na Ziemi czy Marsie wcale nie wyglądałyby tak obco - piszą Paul Schenk i Francis Nimmo w komentarzu, który ukazał się w czasopiśmie Nature Geoscience. 

Fot. NASA/JHUAPL/SWRI

Oba zespoły naukowców informujących o konwekcji nie zgadzają się co do grubości powłoki azotowego lodu, a precyzyjna odpowiedź mogłaby nam pomóc w wyjaśnieniu powstania bijącego serca Plutona. 

- Fajne jest to, że można wykorzystać zrozumienie procesu, by zbadać, co się dzieje wewnątrz Plutona - mówi entuzjastycznie McKinnon. 

- Jedną rzeczą jest powiedzieć: „Patrz, powierzchnia równiny Sputnik Planum wygląda jakby pokrywały ją komórki konwekcyjne”. Ale co dalej? - tłumaczy McKinnon.

Teraz prawdopodobna jest teza, że Sputnik Planum jest płaskim basenem, który stał się rodzajem azotowego wysypiska. Nie jest jasne, czy cały ten azot zgromadził się tam z powodu aktywności lodowcowej czy klimatycznej - zauważają Andrew Dombard i Sean O’Hara w kolejnym komentarzu do artykułów. 

Fot. NASA/JHUAPL/SWRI

Potrzebne są dalsze badania, by rozwiązać zagadki dotyczące serca Plutona, a także by ustalić, czy to naprawdę unikatowe zjawisko. Być może, jak twierdzi McKinnon, na innych planetach karłowatych w pobliżu Plutona, takich jak Eris i Makemake, zachodzą podobne procesy.

- Pluton jest dużo bardziej aktywny niż się tego po nim spodziewaliśmy - mówi. - Można przypuszczać, ze inne ciała są porównywalne, bo wykorzystują własną energię. 

Fot. NASA/JHUAPL/SWRI

Seria zdjęć towarzysząca tekstowi to tak naprawdę jedna  połączona fotografia.

Sonda New Horizons zrobiła zdjęcia w najwyższej rozdzielczości przedstawiające obszar Plutona.

Fot. NASA/JHUAPL/SWRI

Tekst: Nadia Drake

Fot. NASA/JHUAPL/SWRI