Удивительные льды Плутона и другие сюрпризы от New Horizons

Ледяная поверхность Плутона меняется от места к месту. Последние исследования и снимки от New Horizons показывают, что метановый лед в одном месте сменяется азотным в другом и водяным в третьем.

"Это удивительно!", говорит главный исследователь Алан Стерн. "Я не знаю не знаю ни одного другого места в нашей солнечной системе, где можно встретить нечно подобное. Это ближайший аналог Земли, где можно увидеть разнообразие поверхности, в том числе богатую водой."

Это лишь одно из новых открытий, представленых 17 марта в журнале "Science". Полное исследование проливает свет на состав карликовой планеты, геологию и эволюцию за последние 4,6 млрд. лет.

Плутон был открыт в 1930 году американским астрономом Клайдом Томбо. Из-за большой отдаленности от Земли эта карликовая планета оставалась загадкой на протяжении долгих лет.

Плутон вращается в поясе Койпера, ледяной области за орбитой Нептуна, на среднем расстоянии от солнца около 40 а.е. (около 150 млн.км). Это настолько далеко, что даже самые лучшие фото огромного телескопа Хаббл изображают планету как простое пятно пикселей.

Ситуация изменилась 14 июля 2015 года. В этот день аппарат New Horizons совершил первый в истории облет плутона, пройдя всего в 12550 км. от его поверхности. Мы увидели возвышающиеся ледяные горы воды, текущие азотные ледники, галечную поверхность, огромный кратер, названный "равнина спутника" - это гладкая, лишенная кратеров равнина, образовавшееся не более 100 млн.лет назад.

В других областях Плутона множество видимых кратеров, которые говорят о сильной геологической активности на протяжении всей истории.

Это открытие стало большой неожиданностью. Земля остается геологически активной поскольку имеет горячее расплавленное ядро. Некоторые ледяные спутники Юпитера и Сатурна - Энцелад и Европа, также имеют тепло внутри, которое генерируется из-за гравитационного притяжения родительских планет. Но на Плутоне, скорее всего, происходит что-то еще.

"Я думаю, мы должны переосмыслить все наше понимание геофизики, чтобы узнать, как небольшие планеты сохраняют геологическую активность на протяжении длительного времени." - говорит Стерн.

Стерн не уверен, что именно происходит, но у него есть любимая теория, что под поверхностью Плутона происходит медленное замерзание океана, в процессе которого высвобождается энергия, запускающая геологические процессы.

Новое геологическое исследование также интерпретирует ряд других особенностей Плутона, например огромная темно-красная "Область Ктулху", которая обязана своим цветом огромной концентрации толинов, сложных органических молекул, опустившихся вниз из атмосферы планеты.

New Horizons также обнаружил длинные тектонические разломы с очень крутыми уступами, которые говорят о том, что Плутон имеет толстую кору, состоящую из водяного льда.

Еще одним открытием стало распределение различных льдов по поверхности Плутона. Лед, состоящий из замороженного метана, азота, окиси углерода и воды, оседает удивительным образом. В некоторых областях преобладает азот, в других метан и так далее (хотя есть места, например равнина спутника, где в изобилии встречаются различные виды льда).

Эта модель предполагает, что летучие вещества (азот, метан и окись углерода) перемещается по поверхности путем сублимации и конденсации.

Еще одно исследование фокусируется на атмосфере Плутона. Оно также дало удивительные результаты.

Например, New Horizons обнаружил, что верхние слои атмосферы, которые находятся более чем в 200 км над поверхностью, намного холоднее чем считалось ранее. Кроме того, планета теряет свою атмосферу, но с гораздо более низкой скоростью, чем думали ученые. Эти два атмосферных открытия тесно связаны между собой - холодные молекулы менее энергичны и, следовательно, с меньшей вероятностью вырвутся из гравитационного поля Плутона.

Плутон не путешествует в пространстве не сам по себе. У него есть пять спутников - Харон, Гидра, Никс, Кербер и Стикс. Последние четыре совсем крохотные, всего несколько десятков миль в ширину, но диаметр Харона составляет 1200 км - это более половины диаметра самого Плутона. New Horizons изучил эти пять спутников в июле 2015 года, а новые исследования дают некоторое представление о их происхождении и эволюции.

Например, Харон и Плутон очень разные. На Хароне нет никаких признаков недавней геологической активности (хотя и присутствуют глубокие каньоны и активность, вероятно была около 4 млрд. лет назад), а на поверхности доминирует водяной лед, без признаков движения летучих льдов из метана или азота.

На следующей неделе, на 47-й научной конференции в Вудлендсе (Техас, США) команда исследователей собирается представить более новые результаты.

Еще предстоит анализировать много данных, New Horizons вернул в центр управления только половину собранного материала, все данные будут собраны не раньше октября. New Horizons, возможно, выполнит еще один пролет, который поможет ученым лучше понять окрестности Плутона. Сейчас аппарат движется с крейсерской скоростью к небольшому объекту пояса Койпера под названием 2014 MU69, который находится примерно в 1,6 млрд.км за Плутоном. Если Наса утвердит и профинансирует расширенную миссию, New Horizons подробно изучит 2014 MU69 1 января 2019 года.