Трещины на поверхности спутника Плутона могут указывать, что в его недрах когда-то существовал подземный океан

Согласно исследованиям, спутник Плутона Харон имеет на своей поверхности трещины, подобные обнаруженным на других лунах Солнечной системы, в том числе на Европе и Энцеладе. Наличие трещин предполагает возможность существования под поверхностью этих спутников подземных океанов с жидкой водой. Учёные ожидают прибытия к Плутону и Харону аппарата "Новые Горизонты" летом 2015 года, чтобы проверить свои предположения.

Поскольку ледяная поверхность гигантского спутника Плутона Харон покрыта трещинами, анализ разломов, согласно новому исследованию НАСА, может показать, были ли его недра достаточно тёплыми, чтобы содержать подземный океан жидкой воды.


Карликовая планета Плутон представляет собой очень отдалённый мир, вращающийся вокруг Солнца на расстоянии более чем в 29 раз дальше Земли. Поверхность Плутона имеет температуру около 380 градусов ниже нуля по Фаренгейту (примерно минус 229 градусов по Цельсию), поэтому планета слишком холодная, чтобы иметь на своей поверхности жидкую воду. Спутники Плутона находятся в таких же низкотемпературных окружающих условиях.

Наблюдениям Плутона препятствуют его удалённость и небольшие размеры, но в июле 2015 года межпланетный аппарат НАСА Новые Горизонты (New Horizons) первым посетит Плутон и Харон и обеспечит наиболее подробные наблюдения.

"Наша модель прогнозирует различные структуры трещин на поверхности Харона в зависимости от толщины его поверхностного льда, строения недр и от того, насколько легко они подвергаются деформации, а также от того, как эволюционировала его орбита, – сказала Алисса Роден из Центра космических полетов им. Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд. – Сравнивая фактические наблюдения Харона аппаратом Новые Горизонты с различными предположениями, мы можем выбрать наиболее правильный вариант и выяснить, существовал ли в прошлом на Хароне подземный океан, что объясняется высоким эксцентриситетом". Роден – ведущий автор статьи о данном исследовании в журнале Icarus (Икар), доступной в сети Интернет.


Некоторые луны вокруг гигантских газовых планет во внешней солнечной системе имеют поверхности с трещинами в качестве доказательства наличия подземных океанов, к примеру, спутник Сатурна Энцелад и спутник Юпитера Европа.

При движении Европы и Энцелада по орбитам гравитационное притяжение между их родительскими планетами и соседними лунами препятствует тому, чтобы их орбиты были круговыми. Вместо этого данные луны имеют эксцентричные орбиты (слегка овальной формы), которые вызывают ежедневные приливы, изгибающие мантию и создающие напряжение поверхности. Считается, что приливное нагревание продлило время существования подземных океанов на Европе и Энцеладе, сохраняя недра спутников тёплыми.


Согласно исследованию, высокий эксцентриситет орбиты Харона, вероятно, создавал в прошлом высокие приливные силы, вызывая трение и разломы поверхности. Данная луна необычайно массивная по сравнению со своей планетой и составляет приблизительно одну восьмую часть от массы Плутона, для Солнечной системы это является своеобразным рекордом. Предполагается, что луна сформировалось намного ближе к Плутону в результате гигантского столкновения, отбросившего осколки от поверхности планеты. Они попали на орбиту вокруг Плутона и соединились под собственной силой тяжести, образовав Харон и несколько меньших лун.

Если это предположение верно, то первоначально на обоих космических телах действовали бы сильные приливы, так как гравитационное притяжение между Плутоном и Хароном заставляло бы их поверхности выгибаться в направлении друг к другу, создавая трение в мантиях. Это трение вызывало бы приливы с небольшим запаздыванием от орбитальных положений планет. Отставание приливов действовало бы на Плутон подобно тормозу, замедляя его вращение и передавая энергию вращения Харону, что увеличивало бы скорость спутника и смещало его дальше от Плутона.


"В зависимости от того, как эволюционировала орбита Харона, особенно если она прошла через фазу высокого эксцентриситета, возможно, приливные деформации создавали достаточно тепла для поддержания жидкой воды под поверхностью Харона в течение некоторого времени, – говорит Роден. – С помощью вероятностных моделей глубинных структур, которые включают в себя океан, мы обнаружили, что здесь не потребовалось бы большого эксцентриситета (не более 0,01) для образования на поверхности трещин, как на Европе".

"Когда наш аппарат достигнет Плутона, и мы сможем в подробностях увидеть трещины Харона, можно будет сделать выводы о том, насколько большим был его эксцентриситет и насколько тёплыми были глубинные слои, – добавляет Роден. – Этому исследованию положит начало прибытие к Плутону аппарата Новые Горизонты, и тогда станет ясно, что мы должны искать и изучать. Плутон – это увлекательно, но Харон не менее интересен".

Как показали наблюдения с помощью телескопов, в настоящее время орбита Харона пребывает в конечном стабильном состоянии: вращение Плутона и Харона замедлилось до точки, в которой они всегда обращены друг к другу одной и той же стороной. Как объяснила Роден, их текущая орбита не вызывает значительных приливов, поэтому древний подземный океан в настоящее время может быть заморожен.

Поскольку жидкая вода является необходимым фактором для развития известных форм жизни, океаны Европы и Энцелада считаются местами, где может быть открыта внеземная жизнь. Однако для поддержания жизни также требуются источник энергии и достаточный запас многих основных элементов, таких как углерод, азот и фосфор. Неизвестно, имеют ли подземные океаны хранилище этих дополнительных ингредиентов и существовали ли они достаточно долго для формирования жизни. Эти же вопросы применимы к древнему океану, который мог бы находиться под ледяным панцирем Харона.

"Земля Хроники Жизни" по материалам NASA.