Плутон изначально был океанической планетой

Снимки зонда New Horizons показали, что в первые эпохи своего существования он был достаточно теплым для того, чтобы на его поверхности мог существовать океан из жидкой воды. Результаты исследования, в результате которого планетологи пришли к такому выводу, опубликовал научный журнал Nature Geoscience.

"Мы долгое время думали над тем, как протекала тепловая эволюция Плутона и как океан в его недрах мог дожить до настоящего времени. Снимки поверхности планеты, полученные зондом New Horizons, помогли нам проверить предсказания разных теоретических моделей, которые описывали этот процесс", – рассказал один из авторов работы, профессор Калифорнийского университета в Санта-Крузе.

Зонд New Horizons, созданный командой инженеров и планетологов под руководством Алана Стерна, покинул Землю в январе 2006 года. В середине июля 2015 года он добрался до окрестностей Плутона, пролетев всего в 13 тысячах километров от его и получив множество фотографий ее поверхности. Благодаря этим снимкам человечество впервые увидело знаменитое "сердце" Плутона – равнину Спутника, а также следы ледяных рек и вулканов.

Данные New Horizons, указали на еще более интересную особенность Плутона – в его недрах может скрываться гигантский подледный океан из жидкой воды. Именно она движет теми геологическими процессами, которые можно увидеть на поверхности карликовой планеты. Это открытие New Horizons породило массу споров и дискуссий среди планетологов, которые пытаются понять, как такая структура могла возникнуть, а также выяснить, как Плутон выглядел в далеком прошлом.

Стерн, Ниммо и их коллега Карвер Бирсон, еще один планетолог из Калифорнийского университета в Санта-Крузе, приблизились к ответу на этот вопрос. Они сопоставили данные с камер и инструментов New Horizons с результатами расчетов, которые опирались на разные модели формирования и устройства недр этой карликовой планеты.

Планета-океан

Многие ученые считают, что Плутон изначально был "холодным". В данном случае это означает, что он сформировался из относительно холодных запасов льда и пыли, которые впоследствии разогрелись в результате распадов радиоактивных веществ в недрах Плутона и его гравитационных взаимодействий с Хароном. Благодаря этому через несколько сотен миллионов лет после формирования карликовой планеты внутри сформировался океан.

Другие планетологи считают, что Плутон в первые мгновения своей существования был теплой планетой, и его поверхность была покрыта океаном и атмосферой из азота и углеводородов. Впоследствии температуры упали, большая часть воды и других летучих веществ замерзла, и сформировалась жидкая прослойка, которая отделяет ледовую оболочку Плутона от его каменистого ядра.

"Если Плутон изначально был холодным, то его поверхность должна была сжаться. На его поверхности должны были остаться следы этого процесса. В противном случае он должен был расшириться после того, как его океан начал замерзать, из-за чего должны были сформироваться другие геологические следы. Мы нашли множество свидетельств в пользу расширения недр Плутона и никаких намеков на то, что они когда-либо сжимались", – рассказал Бирсон.

Следы расширения Плутона показаны стрелками
© NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Alex Parker

Подобное открытие стало неожиданностью для Стерна и его коллег, так как оно означает, что Плутон сформировался или очень быстро, или что он получил большое количество энергии извне. В частности, ученые предполагают, что ее источником могли послужить падения крупных астероидов, с которыми прародитель Плутона мог сталкиваться в первые эпохи своей жизни.

Если это действительно было так, то тогда и другие крупные карликовые планеты на окраинах Солнечной системы, в том числе Макемаке и Эрида, сформировались похожим образом. Их изучение, как надеются ученые, поможет проверить эту теорию и понять, может ли в подледных океанах на столь далеких от Солнца планетах существовать жизнь.