Jak uformował się Pluton? Jest nowa teoria

0
Sonda New Horizons NASA uchwyciła ten obraz Sputnik Planitia - lodowatego obszaru bogatego w azot, tlenek węgla i lody metanowe - który tworzy lewy płat o kształcie serca na powierzchni Plutona. Naukowcy z projektu SwRI zbadali skład azotu i tlenku węgla planety karłowatej, aby opracować nową teorię jej powstawania. Źródło: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute

Pluton pozostaje jednym z najbardziej intrygujących obiektów w zewnętrznym Układzie Słonecznym. Jego nieoczekiwany skład chemiczny od lat wprawia w zakłopotanie naukowców. Jedną z najbardziej uderzających cech Plutona jest jasny Tombaugh Regio, gładki obszar w kształcie serca złożony z dwóch olbrzymich płatów. Zachodnia połowa, zwana Sputnik Planitia, to duża równina polodowcowa wypełniona mrożonym azotem i innymi lodami. Zaskakująca ilość azotu w Plutonie przyczynia się do jego dynamicznych cech powierzchni oraz ciągłych procesów geologicznych i atmosferycznych. Nowe badania Southwest Research Institute (SwRI) tego obszaru mogą nam powiedzieć, jak Pluton został uformowany. Według naukowców SwRI jest on przerośniętą kometą.

Astronomowie zazwyczaj zakładają, że Pluton uformował się podobnie jak inne planety, mimo że jest planetą karłowatą. Około 4,6 miliarda lat temu, jak głosi teoria, odległy skalisty rdzeń powstał w obrębie protoplanetarnego dysku Słońca, a jego grawitacja gromadziła różne gazy i lody. W ten sposób uformowany został Pluton.

Nowa teoria, nazwana „kosmochemicznym modelem formacji Plutona”, rzuca wyzwanie temu od dawna przyjętemu poglądowi. Pluton, według naukowców z Southwest Research Institute, Christophera Gleina i J. Huntera Waite Jr., jest po prostu gigantyczną kometą. Naukowcy połączyli odkrycia NASA New Horizons z danymi misji ESA Rosetta, aby opracować nową teorię o tym, jak Pluton mógł powstać na skraju naszego Układu Słonecznego. Badania są na bardzo wstępnym etapie, do rozwinięcia tego pomysłu potrzeba więcej pracy, ale jest to intrygująca możliwość.

Sercem badań jest lód bogaty w azot w obszarze Sputnik Planitia, dużym lodowcu, który tworzy lewy płat jasnego Tombaugh Regio na powierzchni Plutona.

„Znaleźliśmy intrygującą spójność między szacowaną ilością azotu w lodowcu a ilością, jaka byłaby oczekiwana, gdyby Pluton powstał z aglomeracji około miliarda komet lub innych obiektów pasa Kuipera z podobnych składem chemicznym do komety 67P / Churyumov-Gerasimenko, zbadanej przez misję Rosetta.”

– podsumowują naukowcy w artykule opublikowanym w Icarus: International Journal of the Solar System.

Naukowcy musieli zrozumieć nie tylko obecność azotu w Plutonie – w jego atmosferze i lodowcach – ale także jak dużo lotnego pierwiastka potencjalnie mogło uciekać z atmosfery w kosmos w miarę upływu czasu. Następnie musieli przeanalizować proporcję tlenku węgla z azotem, aby uzyskać pełniejszy obraz. Badanie sugeruje, że azot na Plutonie jest w „pierwotnym stanie”, co oznacza, że ​​stopniowo gromadził się w czasie poprzez kometarną akumulację. Natomiast niedostatek pierwotnego tlenku węgla wynika z faktu, że jest on zakopany głęboko pod powierzchnią Plutona lub został zniszczony w wyniku istnienia ciekłej wody na powierzchni.

New Horizons nie tylko pokazała ludzkości, jak wygląda Pluton, ale także dostarczyła informacji na temat kompozycji atmosfery i powierzchni Plutona. Te mapy – zebrane z wykorzystaniem danych z instrumentu Ralph – wskazują regiony bogate w metan (CH4), azot (N2), tlenek węgla (CO) i wodę (H2O). Sputnik Planitia wykazuje szczególnie silny sygnał azotu w pobliżu równika. Naukowcy z projektu SwRI połączyli te dane z danymi komety 67P / Churyumov-Gerasimenko, aby opracować model „gigantycznej komety” do powstania Plutona. Źródło: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Badania sugerują, że pierwotny skład chemiczny Plutona, odziedziczony po kometarnych cegiełkach, został chemicznie zmodyfikowany przez ciekłą wodę, być może nawet w podpowierzchniowym oceanie. Wnioski z badania są ekscytującym przykładem możliwości nauki i tego, co może zostać osiągnięte podczas łączenia danych z różnych, międzynarodowych misji.

Wciąż nie wiemy wiele o chemii Plutona. Misja New Horizons zapewniła rewolucyjny obraz Plutona, ale tylko „dotknęła” powierzchni. Podczas gdy możemy nauczyć się dużo z naziemnych obserwacji teleskopowych, eksperymentów laboratoryjnych i teoretycznego modelowania – nic nie zastąpi powrotu do Plutona. Przyszły orbiter Plutona wyposażony w spektrometr mógłby „posmakować” chemii Plutona, podobnie jak misja Cassini zbadała chemię księżyca Saturna Tytana. Opublikowana praca zachęca także do kontynuacji eksploracji innych komet.

Źródło: SWRI