Viisi vuotta New Horizonsin lennon jälkeen, 10 hienoa asiaa Plutosta

Planeetta, jossa on suuria punaruskeita laikkuja ja leveä valkoinen sydämen muotoinen ominaisuus.

Parannettu värillinen maailmanlaajuinen näkymä Plutoon, otettu NASA: n New Horizons -aluksen ollessa 280 000 mailin (450 000 km) päässä. Kuvassa on Pluton kuuluisa sydän, joka tunnetaan nimelläTombaugh Regio. Äskettäin ilmoitettiin, ettäPluton jäinen sydän saa tuulet puhaltamaankääpiöplaneetan pinnan poikki. Kuva kauttaNASA/ Johns Hopkins APL/ Lounais -tutkimuslaitos)

NASAjulkaisi tämän artikkelin alun perin 14.7.2020.

14. heinäkuuta 2015, lähes 10 vuoden ja yli 3 miljardin mailin matkan jälkeen, NASA: nUusia näköalojaAvaruusalus lensi 12 500 kilometrin säteellä Plutosta. Pianokokoisen koettimen ansiosta näimme ensimmäistä kertaa tämän kaukaisen maailman pinnan upeissa, värillisissä yksityiskohdissa.

Tapaaminen - johon sisältyi myös yksityiskohtainen tarkasteluCharon, suurin Pluton viidestä kuusta - paljasti jäisen maailman, joka on täynnä upeita maisemia ja geologiaa, jyrkät vuoret, jättiläiset jäätiköt, kuoppia, kapeita, laaksoja ja maastoja, joita ei näy missään muualla aurinkokunnassa.

Tämän uraauurtavan lennon jälkeen kuluneiden viiden vuoden aikana melkein kaikki arvaukset siitä, että Pluto on inertti jääpallo, on heitetty ulos ikkunasta.

Tässä on 10 hienointa, outoa ja odottamattominta havaintoa Pluto -järjestelmästä, jonka tutkijat ovat oppineet vuodesta 2015 lähtien New Horizonsin tietojen ansiosta.

Täpläinen rusketus planeetta etualalla ja pienempi ruskehtava kuu etäisyydellä.

Luonnonvärinen näkymä Plutosta ja sen suuresta kuusta Charonista, joka on koottu NASAn New Horizons-avaruusaluksen 13. ja 14. heinäkuuta 2015 ottamista kuvista. Kaikista aurinkokuntamme kuun planeettajärjestelmistä Pluto ja Charon ovat kooltaan lähes samanlaisia . Charon on lähes puolet Pluton kokoinen. Se on niin suuri suhteessa Plutoon, että kahta maailmaa pidetään joskus kaksinkertaisena kääpiöplaneetana. Kuva kauttaNASA/ Johns Hopkins APL/ Lounais -tutkimuslaitos.



1. Plutolla on 'sydän' ja se ohjaa toimintaa planeetalla

Pluton sydän-yksi New Horizonsin tunnusmerkeistä lähestymistavassa ja kuvattu suurella resoluutiolla lennon aikana-on valtava, miljoonan neliökilometrin typpijäätikkö. Sydämen vasen kammio, nimeltään SputnikPlanitia, pakotti kirjaimellisesti kääpiöplaneetan suuntaamaan itseään uudelleen, joten altaan kasvot ovat nyt suunnilleen Pluton kuuta Charonia vastapäätä.

James Tuttle Keane on planeetatieteilijä ja New Horizons -ryhmän jäsen Jet Propulsion Laboratoriossa Pasadenassa, Kaliforniassa. Hän sanoi:

Se on prosessi, jota kutsutaan todelliseksi napareissuksi - se on silloin, kun planeetan runko muuttaa pyörimisakselinsa, yleensä vastauksena suuriin geologisiin prosesseihin.

Sputnik Planitian nykyinen asema ei ole sattuma. Se on kylmäloukku, johon typpijää on kertynyt muodostaen vähintään 4 kilometrin paksun jäätikön. Tuon voimakkaan massan jatkuva epätasapaino yhdistettynä Charonin vuorovesi- ja vetovoimiin, kun se kierteli Plutoa, kirjaimellisesti kaatoi kääpiöplaneetan niin, että allas asettui lähemmäksi Pluton ja Charonin välistä vuorovesi -akselia. Keane sanoi:

Tämä tapahtuma oli myös todennäköisesti vastuussa Pluton pinnan halkeilusta ja sen kuoren monien jättimäisten vikojen luomisesta, jotka siksakoituvat suurten Pluton osien päälle.

Altaan uskotaan muodostuneen nykyisestä sijainnistaan ​​luoteeseen ja lähemmäksi Pluton pohjoisnapaa. Ja jos jäätä kertyy edelleen altaaseen, Pluto jatkaa suuntautumistaan.

Poikkileikkaus Pluton pinta- ja pintaominaisuuksista.

Poikkileikkaus Pluton pinnan ja sen pinnan piirteistä Sputnik Planitian alueella, Pluton sydämen länsiosassa. New Horizonsin tiedot viittaavat siihen, että tällä alueella saattaa olla vesimeri jää alla. Kuva James Tuttle Keanen kautta/NASA.

2. Pluton pinnan alla luistaa todennäköisesti valtava nestemäinen vesi

Kerätyt jäätelöt eivät ehkä ole ainoa asia, joka auttoi Sputnik Planitian suuntaamisessa uudelleen. Altaan New Horizons -tiedot osoittivat, että sen alla voi olla raskaampi massa, jolla oli osansa, ja tutkijat epäilevät, että raskaampi massa on vesimeri. Keane sanoi:

Se oli hämmästyttävä löytö. Se tekisi Plutosta käsittämättömän 'valtameren maailman' samalla tavalla kuin Europa, Enceladus ja Titan.

Useat muut todisteet, mukaan lukien New Horizons -kuvissa näkyvät tektoniset rakenteet, viittaavat myös valtamereen Pluton kuoren alla.

Sputnik Planitia syntyi todennäköisesti noin 4 miljardia vuotta sitten Kuiperin vyöhykkeen vaikutuksesta, joka oli 30–60 mailin (50–100 km) poikki ja joka vei suuren osan Pluton jäisestä kuoreesta ja jätti altaan ohuen, heikon kerroksen. lattia. Maanpinnan alla oleva valtameri tunkeutui todennäköisesti altaaseen työntämällä heikennettyä kuorta vasten, ja myöhemmin siellä nähty paksu typpijää kerrostettiin päälle.

Viimeaikaiset planeetan kuviin perustuvat mallit viittaavat siihen, että tämä nestemäinen valtameri on saattanut syntyä Pluton nopeasta ja väkivaltaisesta muodostumisesta.

V-muotoinen poikkileikkaus pinnasta alas ytimeen.

Pluton merenalainen valtameri saattaa olla edelleen jäätymisprosessissa ja mahdollisesti aiheuttaa uusia vikoja pinnalle tänään. Kuva James Tuttle Keanen kautta/NASA.

3. Pluto voi olla edelleen tektonisesti aktiivinen, koska valtameri on edelleen nestemäinen

Valtavat viat ulottuvat satoja kilometrejä ja leikkaavat noin 2,5 kilometriä Pluton pinnan peittävään jäiseen kuoreen. Yksi ainoista tavoista, joilla tiedemiesten mielestä Pluto sai nämä halkeamat, on kuitenkin sen pinnan alla olevan meren asteittainen jäätyminen.

Vesi laajenee, kun se jäätyy, ja jäisen kuoren alla tämä paisunta työntää ja halkeaa pintaa aivan kuten pakastimesi jääkuutio. Mutta jos lämpötila on riittävän alhainen ja paine riittävän korkea, vesikiteet voivat alkaa muodostaa kompaktimman kiderakenteen ja jää supistuu jälleen.

Mallit, jotka käyttivät New Horizons -tietoja, osoittivat, että Plutolla on edellytykset tällaiselle supistukselle, mutta sillä ei ole tunnettuja geologisia ominaisuuksia, jotka viittaavat supistumisen tapahtumiseen. Tiedemiehille tämä tarkoittaa, että maanpinnan alapuolella oleva valtameri on edelleen jäätymisprosessissa ja mahdollisesti luo uusia vikoja pinnalle tänään. Keane sanoi:

Jos Pluto on aktiivinen valtameren maailma, se viittaa siihen, että Kuiperin vyöhyke saattaa olla täynnä muita valtameri maailmoja kääpiöplaneettojensa joukossa, mikä laajentaa dramaattisesti aurinkokuntamme mahdollisesti asuttavien paikkojen määrää.

Mutta vaikka Pluton nestemäinen valtameri on todennäköisesti edelleen olemassa, tutkijat epäilevät, että se on eristetty useimmissa paikoissa (vaikkakaan ei Sputnikin alla) lähes 200 mailin (320 km) jään kautta. Tämä tarkoittaa, että se ei todennäköisesti joudu kosketuksiin pinnan kanssa tänään; mutta aiemmin se on saattanut vuotaa tulivuoren toiminnan kauttakryovolcanismi.

Planeetta vasemmalla, ja pohjakuvassa näkyy lähikuva karu alue.

Lähikuva näkymäWright Mons, yksi kahdesta mahdollisesta kryosulkaanista - tulivuoret, jotka heittävät jäätä laavan sijasta - havaittiin Pluton pinnalla ohi kulkevan New Horizons -aluksen heinäkuussa 2015. Kuva kauttaNASA/ Johns Hopkins APL/ Lounais -tutkimuslaitos.

4. Pluto oli - ja voi olla edelleen - tulivuoren aktiivinen

Mutta ehkä ei 'vulkaanista' tavalla, jonka saatat ajatella.

Maalla sula laava sylkee, kuolaa, kuplia ja purkautuu vedenalaisista halkeamista tulivuorten läpi, jotka istuvat kilometrien korkeudessa ja ulottuvat valtameristä, kuten Havaijilla. Mutta Plutolla on lukuisia merkkejä siitä, että se on eräänlainen kylmä, likainenkryolavaon kaatunut pinnan päälle eri kohdissa.

Tiedemiehet kutsuvat sitä 'kryovolcanismiksi'.

Wright Mons ja Piccard Mons, kaksi suurta vuorta Sputnik Planitian eteläpuolella, kumpikin kantavat syvän keskikuopan, jonka tiedemiehet uskovat todennäköisesti olevan kryovulkaanien suu, toisin kuin muut aurinkokunnassa olevat.

Sputnikin länsipuolella sijaitsee Viking Terra, jossa on pitkät murtumat jakaivaminenjotka osoittavat todisteita kerrankin virtaavista kryolavoista kaikkialla pinnalla.

Ja kauempana Sputnik Planitiasta länteen on Virgil Fossae -alue, jossa ammoniakkipitoiset kryolavat näyttävät räjähtäneen pintaan ja peittäneet useita tuhansia neliökilometrejä punaisilla orgaanisilla molekyyleillä enintään miljardi vuotta sitten, ellei edes viime aikoina.

Ja jos puhutaan viimeaikoista…

Tasaiset pinnat, joissa on miljoonia pieniä pisteitä ja kaksi mustaa esinettä.

Olet nähnyt kuvia Pluton kuuluisasta sydämestä. Tämä on lähikuva sydämen läntisen lohkon alueesta, jota kutsutaanSputnik Planitia. Tämä kuva kattaa noin 50 mailia (80 km) ja näyttää tuhansia kuoppia Pluton jäisellä pinnalla sekä suurempia kiertokuvioita. Tutkijat epäilevät, että 'saaret' ovat kelluvia vesijään marjoja tai ehkä jäävuorien kärkiä. Kuva kauttaNASA/ Johns Hopkins APL/ Lounais -tutkimuslaitos.

5. Jäätiköt leikkaavat Pluton pintaa vielä tänäkin päivänä, ja he ovat tehneet niin miljardeja vuosia

Pluto liittyy Maan, Marsin ja kourallisen kuiden joukkoon, joissa on aktiivisesti virtaavia jäätiköitä.

Sputnik Planitian itäpuolella on kymmeniä (enimmäkseen) typpi-jääjäätiköitä, jotka kulkeutuvat kuoppaisilta ylängöiltä alas altaaseen ja kaivelevat laaksoja. Tutkijat epäilevät, että jäätikön lähteenä ovat kausiluonteiset ja ”megakausiluonteiset” typpijääkierrot, jotka sublimoivat jäästä höyryksi, kiertävät kääpiöplaneetan ympäri ja sitten jäätyvät takaisin pinnalle.

Mutta nämä jäätiköt eivät ole kuin omat vesi-jääjäätiköt täällä maan päällä. Ensinnäkin niiden sisällä oleva sula ei putoa jäätikön pohjaa kohti. Se nousee huipulle, koska nestemäinen typpi on vähemmän tiheää kuin kiinteä typpi. Kun nestemäinen typpi nousee jäätikön päälle, se mahdollisesti jopa purkautuu suihkuna tai geysirinä.

Lisäksi on olemassa se tosiasia, että osa Pluton pinnasta koostuu vesijäästä, joka on hieman vähemmän tiheä kuin typpijää. Kun Pluton jäätiköt veistävät pintaa, jotkut näistä vesijään 'kivistä' nousevat jäätikön läpi ja kelluvat kuin jäävuoret. Tällaisia ​​jäävuoria näkyy useissa New Horizons -kuvissa Sputnik Planitiasta, joka on suurin Pluton tunnetuista jäätiköistä ja joka ulottuu yli 620 mailin (1000 km) poikki - suunnilleen Oklahoman ja Teksasin kokoisia.

Pinta, jossa on litteät, valkoiset, pyöreät piirteet ja punakultaiset vuoret.

NASAn New Horizons -operaation tutkijat käyttivät uusinta tietokonesimulaatiota osoittaakseen, että Pluton Sputnik Planitian pinta on peitetty jyrisevillä jään 'soluilla', jotka ovat geologisesti nuoria ja kääntyvät prosessin vuoksi.konvektio(sama prosessi näkyy pannulla kiehuvaa vettä). Kuva kauttaNASA/ Johns Hopkins APL/ Lounais -tutkimuslaitos.

6. Plutolla on lämpökonvektiokennot jättiläisellä Sputnik -jäätiköllä

Lähennä lähelle Sputnik Planitian pintaa ja näet jotain erilaista kuin missään muualla aurinkokunnassa: outojen, monikulmaisten muotojen verkko jäässä, joista jokainen on vähintään 10 mailin poikki, pyörii jäätikkö.

Vaikka ne muistuttavat soluja mikroskoopin alla, ne eivät ole; ne ovat todisteita Pluton sisäisestä lämmöstä, joka yrittää paeta jäätikön alta ja muodostaa kuplia nousevasta ja laskevasta typpijäästä, jotain kuumaa laavalamppua.

Lämmin jää nousee solujen keskelle, kun taas kylmä jää vajoaa niiden reunoja pitkin. Mitään vastaavaa ei ole missään maapallon jäätiköissä tai missään muualla tutkimassamme aurinkokunnassa!

Orbitaalinäkymä, jossa planeetan toisella puolella on epätasainen, karkea punaruskea pinta ja toisella puolella leveä, sileä, valkoinen pinta (sydän).

Valkoinen alue on Pluton 'sydämen' lohko, valtava typpijään alue, joka kiertää höyrystä kondensaatioon joka päivä ja ajaa typpituulia ympäri planeettaa. Kuva kauttaNASA.

7. Plutolla on kirjaimellisesti sykkivä ”sydän”, joka hallitsee sen ilmakehää ja ilmastoa

Kylmä ja kauaskantoinen kuin Pluto voi olla, sen jäinen ”sydän” lyö edelleen päivittäistä, rytmikästä rumpua, joka ohjaa Pluton ilmapiiriä ja ilmastoa paljon tavalla, jolla Grönlanti ja Etelämanner auttavat hallitsemaan maapallon ilmastoa.

Pluton sydämenmuotoisen Tombaugh Region typpijäät kiertävät joka päivä syklin, sublimoituvat jään höyryksi päivänvalossa ja tiivistyvät takaisin pintaan kylmänä yönä. Jokainen kierros toimii kuin sydämenlyönti, ajaen typpituulia, jotka kiertävät planeetan ympäri nopeudella 20 mph (32 km / h).

Tanguy -satamaon planeetatieteilijä NASA Ames Research Centerissä Mountain View'ssa Kaliforniassa. Bertrand sanoi:

Pluton sydän todella ohjaa ilmakehän kiertoa.

Hienostuneet sääennustemallit, jotka Bertrand on luonut New Horizonsin tietojen perusteella, osoittavat, että kun nämä jäätelöt ylellistyvät Pluton jäisen sydämen pohjoisosassa ja jäätyvät eteläosassa, ne ajavat voimakkaita tuulia länteen - kummallisesti Pluton itäsuuntaista vasten.

Ne länsituulet, jotka törmäävät Pluton sydämen reunojen karuun topografiaan, selittävät, miksi Sputnik Planitian länsireunalla on tuulivirtoja, mikä on huomattava havainto, kun otetaan huomioon, että Pluton ilmakehä on vain 1/100 000th maapallon ilmakehästä, Bertrand sanoi. Ne selittävät myös joitain muita yllättäviä aavikon kaltaisia ​​piirteitä…

Viistetyt näköiset vuoret vasemmalle, tiivistetyt tasaiset valkoiset pitkänomaiset piirteet oikealle.

Lähikuva vesijäävuorista Pluton Sputnik-jäätikön luoteisalueilla voi tarjota hiukkasia, ja Pluton sykkivä typpisydän tarjoaa tuulia. Kuva kauttaNASA/ Johns Hopkins APL/ Lounais -tutkimuslaitos.

8. Plutolla on dyynit

Se ei ole Saharan autiomaa tai Gobin autiomaa. Tämä on Pluto. Sadat dyynit ulottuvat vähintään 75 kilometrin päähän Sputnik Planitian länsireunasta, ja tutkijat epäilevät niiden muodostuneen äskettäin.

Dyynit vaativat pieniä hiukkasia ja kestäviä, tuulisia tuulia, jotka voivat nostaa ja puhaltaa hiekkapilkkuja tai mitä tahansa muuta. Huolimatta heikosta painovoimastaan, ohuesta ilmakehästään, äärimmäisestä kylmyydestä ja koko jäätelön pintakoostumuksesta, Plutolla ilmeisesti oli (tai saattaa olla) kaikki dyynien tekemiseen tarvittava.

Vesi-jäävuoret Sputnikin jäätikön luoteisalueilla voivat tarjota hiukkasia, ja Pluton sykkivä typpisydän tarjoaa tuulia. Kvartsi-, basaltti- ja kipsihiekan sijasta, joita toisinaan myrskytuulet puhaltaa maan päällä, tiedemiehet kuitenkin epäilevät, että Pluton dyynit ovat hiekan kokoisia metaanijään jyviä, joita tuulet kantavat enintään 32 km / h, vaikka dyynien koko huomioon ottaen tuulet ovat voineet olla aiempaa voimakkaampia ja ilmapiiri paljon paksumpi.

Muutama suuri hajallaan oleva kraatteri valkoisella pinnalla.

Plutossa ja Charonissa on suuria kraattereita, mutta pieniä on vain vähän, mikä saattaa merkitä vähemmän pieniä Kuiper -vyöhykkeitä kuin odotettiin. Kuva NASAn kautta.

9. Plutolla ja Charonilla ei ole juurikaan pieniä kraattereita, ja sillä on suuria vaikutuksia

Kraatterien löytäminen planeettojen pinnalta on eräänlainen normi avaruudessa. Mutta jos Pluto -järjestelmässä on yksi epänormaali asia, se on se, ettei Plutolla eikä Charonilla ole monia pieniä kraattereita - ne ovat melkein kaikki suuria.

Kelsi Laulajaon New Horizonsin varaprojektitutkija ja tutkija Lounais-tutkimuslaitoksesta Boulderissa, Coloradossa. Hän sanoi:

Tämä yllätti meidät, koska pieniä kraattereita oli vähemmän kuin odotimme, mikä tarkoittaa, että myös pieniä Kuiper Belt -objekteja on odotettua vähemmän.

New Horizonsin kraatterikuvien analyysit osoittavat, että harvat alle halkaisijaltaan alle kilometrin mittaiset esineet pommittivat kumpaakin maailmaa. Koska tutkijoilla ei ole syytä uskoa, että tektoninen toiminta olisi pyyhkinyt pinnan ensisijaisesti puhtaiksi näistä pienistä kraattereista, se voi tarkoittaa, että Kuiperin vyöhykkeellä ei ole enimmäkseen hyvin pieniä esineitä. Laulaja sanoi:

Nämä tulokset antavat meille vihjeitä siitä, miten aurinkokunta muodostui, koska ne kertovat meille suurempien esineiden, kuten Pluton ja jopa Maan, rakennuspalikoiden populaatiosta.

Pilkullinen harmaa maapallo, jossa on ruskeaa laikkua päällä ja pitkä vuori vuoria ja halkeamia lähes päiväntasaajan ympärillä.

Parannettu värinäkymä Pluton suurimmasta kuusta,Charon. Värit käsitellään korostamaan pintaominaisuuksien vaihtelua kuussa; silmiinpistävin on punertava pohjoinen (ylin) napa -alue. Kuva kauttaNASA/ Johns Hopkins APL/ Lounais -tutkimuslaitos.

10. Charonilla oli tuliperäinen menneisyys, ja se voisi olla avain muiden jäisten maailmojen ymmärtämiseen

New Horizons otti myös upeita kuvia Pluton kuusta Charonista, ja he paljastivat myös yllättävän geologian siellä.

Charonin puolella, jonka New Horizons kuvaili korkealla resoluutiolla, Charonilla on kaksi erilaista maastotyyppiä: valtava, etelään ulottuva tasanko, jonka virallinen nimi on Vulcan Planitia, joka on vähintään Kalifornian kokoinen, ja karu maasto, jota kutsutaan puhekielessä Oz Terraksi ja joka ulottuu pohjoiseen Charonin pohjoisnavalle. Molemmat näyttävät muodostuneen (arvasit sen!) Muinaisen valtameren jäätymisestä ja laajenemisesta Charonin kuoren alla.

Kohtuullinen laajentuminen pohjoisessa loi Oz Terran karu, vuoristoisen maaston, joka nähdään tänään, kun taas etelässä tapahtuva laajentuminen pakotti tiensä tuuletusaukkojen, halkeamien ja muiden aukkojen läpi kryolavaksi, joka läikkyi pinnan yli. Itse asiassa Vulcan Planitian uskotaan olevan jättiläinen kryoflow, joka kattoi koko alueen Charonin historian alussa.

Samankaltaisia ​​ominaisuuksia on joissakin jäisissä satelliiteissa ympäri aurinkokuntaa, mukaan lukien Neptunuksen jättiläinen kuu Triton, Saturnuksen kuut Tethys, Dione ja Enceladus sekä Uranuksen kuut Miranda ja Ariel. Ja Charonin yksityiskohtaisten kuvien ansiosta New Horizonsista Charonin menneisyyden mallit voivat olla aRosettan kiviauttaa ymmärtämään myös näiden muiden jäisten maailmojen tulivuoren ja geologista toimintaa.

Bottom line: Kymmenen hienoa asiaa Plutosta New Horizonsin tiedoista.

NASAn kautta