Н. Хижняк. Хвост, чешуя, метановый снег и другие загадки Плутона

Плутон – уникальная планета: она обладает хвостом, как у кометы, имеет «отполированные» и «чешуйчатые» поверхности, блуждающие горы и странные трещины.

***

Космический аппарат «Новые горизонты» покинул Землю 19 января 2006 года и со скоростью 58 000 километров в час отправился к дальним уголкам Солнечной системы. В феврале 2007 года он получил небольшой заряд орбитальной энергии Юпитера, которая разогнала его до 84 000 километров в час. После этого, преодолев почти 5 миллиардов километров и потратив 9,5 лет, зонд встретился с Плутоном.

По состоянию на 2021 год станция «Новые горизонты» удалилась на расстояние более 50 астрономических единиц от Солнца и сегодня продолжает вести исследования космического пространства и астрофизические наблюдения. Предполагается, что она сохранит работоспособность минимум до 2035 года и сможет проводить исследования на расстоянии свыше 90 астрономических единиц от Солнца.

Что мы сегодня знаем о Плутоне?

Хвост Плутона

Солнечный ветер формирует «хвост» Плутона

На борту космического аппарата «Новые горизонты» находятся семь инструментов, включая тот, который позволяет наблюдать за взаимодействием Плутона и солнечного ветра, дующего со скоростью 1,6 миллиона километров в час.

Благодаря этому инструменту (SWAP – Solar Wind Around Pluto) зонд подтвердил гипотезу о том, что Плутон как никакая другая планета обладает уникальными особенностями, связанными с воздействием на него солнечного ветра. В то время как небольшие кометы и другие объекты малого размера просто рассекают потоки солнечного ветра, а планеты в буквальном смысле в него ударяются, Плутон показывает оба типа поведения, что делает его похожим скорее на комету, нежели на планету (хоть и карликовую). Его характер взаимодействия с солнечным ветром похож на сценарий, характерный для комет, согласно которому при таком взаимодействии происходит формирование обширной области, где происходит постепенное замедление солнечного ветра.

Из-за особого характера взаимодействия с потоками солнечного ветра карликовая планета обзавелась ионным хвостом, который тянется за Плутоном на 77 000—110 000 км. Основную массу хвоста представляют собой молекулярные ионы метана, а также другие частицы, покинувшие атмосферу планеты.

Неожиданно гладкая поверхность

В числе снимков поверхности Плутона, покрытой ударными кратерами, обнаружились и такие, на которых ученые отметили неожиданную гладкость поверхности.

Находясь на расстоянии 6 миллиардов километров от Солнца, Плутон должен выглядеть абсолютно мертвым, а его поверхность должна быть полностью покрыта различными кратерами и трещинами. Но вместо этого его замороженная равнина Спутник отполирована практически до зеркального блеска. Астрономы предполагают, что этот регион претерпевает постоянно продолжающуюся геологическую активность, источником которой является нечто, находящееся под поверхностью карлика.

Паук Плутона

Одна из областей планеты покрыта трещинами, которые напоминают форму шестилапого паука. Самые маленькие «лапы» имеют протяженность около 100 километров, самая крупная, названная Sleipnir Fossa, протянулась на более чем 580 километров.

В отличие от других трещин на Плутоне, которые представляют собой по большей части параллельные линии, «паучьи трещины» выглядят иначе. Они как бы собираются в одной центральной точке, которая по виду напоминает треснувший орех. Что еще более странно, в глубине трещины имеют красноватый оттенок.

Нечто отдаленно похожее наблюдается на Меркурии и Венере. Исследователи полагают, что эти трещины являются результатом попытки какого-то подземного материала вырываться на поверхность.

Часть атмосферы Плутона мигрирует к Харону

Отношения между Плутоном и его спутником Хароном уникальны. Обладая диаметром всего в 2370 километров, Плутон даже в половину не больше своего соседа, чей диаметр составляет около 1200 километров. Помимо этого, спутник находится очень близко к планете, на расстоянии порядка всего 20 000 километров.

Дистанция достаточна для того, чтобы можно было играть атмосферой в своеобразный межпланетарный фрисби. Харон «отщипывает» азотную атмосферу Плутона. Большая часть атмосферного состава, которая притягивается Хароном, просто улетает в космос, однако не вся. Полярная температура поверхности варьируется от 60 градусов Кельвина (-213 градусов Цельсия) до 15 градусов Кельвина (-258 градусов Цельсия), поэтому притягиваемый газ успевает замерзать и застывать над спутником.

Неизвестный источник азота

Голубое свечение Плутона

Солнечный свет смешивает метан и азот атмосферы Плутона в более сложные углеводороды, которые впоследствии скапливаются в субмикрометровые соединения. Все вместе это наделяет Плутон его слегка голубоватым отблеском.

Но так как планета слишком мала, она неспособна удерживать плотную атмосферу и поэтому теряет ее с интенсивностью несколько сотен тонн в час. Пока остается неясным, каким образом Плутон до сих пор не растерял всю свою атмосферу, а главное – откуда Плутон берет весь этот запас азота.

Вероятнее всего, азот хранится на Плутоне в недрах его промерзшего нутра и в зависимости от сезона вырывается на поверхность. Помимо этого, источником (но не основным) азота могут являться кометы, которые в далеком прошлом интенсивно бомбардировали поверхность карликовой планеты.

Сердце Плутона

С приближением «Новых горизонтов» к Плутону становилось все яснее, что карликовая планета обладает весьма интересной геологической особенностью. На ее поверхности находится регион, названный областью Томбо (в честь ее первооткрывателя) и напоминающий форму гигантского сердца.

Область практически не содержит ударных кратеров. Астрономы считают эту местность относительно молодой и говорят о том, что регион был геологически активен в течение последних 100 миллионов лет.

Находящаяся здесь равнина Спутника является целым сборищем планетарных странностей. Одни области структурой напоминают треснувшее илистое дно, как у нас на Земле. Другие, напротив, нехарактерно холмистые. Равнины рассекают оставшиеся на поверхности более затемненные линии, которые указывают на то, что время от времени здесь гуляет ветер.

Ямы Плутона

На поверхности Плутона настолько холодно, что материя здесь нередко минует переходные стадии. Например, под воздействием Солнца вместо таяния метановый лед переходит сразу из твердого состояния в газообразное.

Такая особенность создает на поверхности Плутона отверстия, похожие на ямы. Со стороны это выглядит так, как будто карликовую планету покусали. Особенно заметно это в западном полушарии, богатом пустошами, которые плавно перетекают в скалистую местность. Высокогорье здесь покрывает метановый лед, который спускается к низменности, покрытой водным льдом.

В области Томбо тоже имеются канавки, свидетельствующие о недавней геологической активности – весьма вероятно, комбинации движения льдов и испарения.

Метановый снег

Как указывалось выше, Плутон богат не только равнинами, но и горами, покрытыми снегом и льдом. Одна из самых больших гор носит неофициальное название Cthulhu Regio и простирается почти на 3000 километров. Она фактически опоясывает поверхность карликовой планеты, достигая около половины размера ее экватора.

Сверху гора выглядит как набор из ям, кратеров, ущелий и темных областей. Ранее она казалась полностью неактивной, пока аппарат «Новые горизонты» не предоставил новые снимки ее снежных метановых шапок.

Метановый снег здесь очень заметно выделяется на фоне более темных и отдающих красным цветом низменностей. Астрономы считают, что снег формируется здесь по принципу, аналогичному земному.

Чешуя Плутона

Поверхность Плутона в некоторых местах напоминает поверхность океана

В восточной части области Томбо находится горная гряда Тартар, знаменитая своими формами и структурой, издалека напоминающей змеиную кожу. Единственное, что известно об этой местности, – ее «чешуйки» находятся друг от друга на расстоянии нескольких километров и различаются высотой в несколько сотен километров. Во всем остальном для ученых увиденное здесь остается загадкой. Выдвигаются предположения, что эти «чешуйки» являются отложениями метанового льда или поверхностными «шрамами», оставшимися после извержения испаряющихся субстанций.

По мнению ученых, они очень прочные, и их основой служат клатраты (порода, состоящая из молекул двух веществ, вкрапленных в кристаллическую решётку друг друга), формирующиеся при очень низких температурах.

На Земле клатраты обычно формируются глубоко в океане, однако они очень хрупкие и легко поддаются разрушению. На ледяной же поверхности Плутона они создают жесткую оболочку вокруг замерзшего метана.

Блуждающие холмы Плутона

Холмы Плутона поразительны. Словно айсберги, они дрейфуют по замершим азотистым ледяным равнинам Плутона.

Так как азотный лед менее плотный, чем вода, он представляется идеальной основой для скольжения этих холмов. Вероятнее всего, источником их движения являются конвективные силы, находящиеся внутри Плутона. По своей сути они являются ледниками длиной около 20 километров, которые со временем соединяются и образуют холмистые зоны, самая большая из которых называется Challenger Colles (названа в честь экипажа челнока «Челленджер»).

Тем не менее все эти холмы являются лишь уменьшенной копией гигантских ледяных гор Плутона. Состоящие из замершего азота, метана и углекислого газа, они достигают высоты до 3500 километров, прорезая нижние слои атмосферы. Их возраст составляет примерно сто миллионов лет, что позволяет рассматривать их как одни из самых молодых новообразований, которые к тому же продолжают свой рост.

Источник

Подпишитесь на наш телеграм-канал https://t.me/history_eco

Публикация на Тelegra.ph

Еще по теме:

Ученые нашли признаки существования подземного океана на Плутоне

Ученые разгадали тайну огромного «сердца» на поверхности Плутона

На спутнике Плутона Хароне обнаружили перекись водорода и углекислый газ

Терраформирование: как превратить другую планету в свою?