Jádro Pluta bylo pravděpodobně vytvořeno starověkou srážkou

Přihlaste se k odběru vědeckého zpravodaje CNN Wonder Theory. Prozkoumejte vesmír se zprávami o fascinujících objevech, vědeckém pokroku a dalších.

CNN
—

Obrovský útvar ve tvaru srdce na povrchu Pluta fascinoval astronomy od té doby, co ho sonda NASA New Horizons zachytila ​​na snímku z roku 2015. Nyní se vědci domnívají, že se jim podařilo vyřešit záhadu, jak toto charakteristické srdce vzniklo, a mohli by odhalit nové stopy původ trpasličí planety.

Tato funkce se nazývá „Tombo Regio“ na počest astronoma Clave Tombaugha, který objevil Pluto v roce 1930. Vědci však tvrdí, že jádro není jen jeden prvek. Po celá desetiletí podrobnosti o nadmořské výšce, geologii a výrazném tvaru Tombo Reggio, stejně jako o jeho vysoce reflexním povrchu, který je jasněji bílý než zbytek Pluta, unikly vysvětlení.

Hluboká pánev zvaná Sputnik Planitia, která tvoří „levý lalok“ jádra, je domovem velké části dusíkového ledu nalezeného na Plutu.

Povodí pokrývá oblast 745 x 1 242 mil (1 200 km x 2 000 km), což je asi čtvrtina velikosti Spojených států, ale je také o 1,9 až 2,5 mil (3 až 4 km) níže než většina Spojené státy. Povrch planety. Mezitím pravá strana jádra také obsahuje vrstvu dusíkového ledu, ale je mnohem tenčí.

Prostřednictvím nového výzkumu na Sputnik Planitia mezinárodní tým vědců zjistil, že jádro vytvořila kataklyzmatická událost. Po analýze včetně numerických simulací vědci došli k závěru, že protoplanetární těleso o průměru asi 435 mil (700 kilometrů), což je zhruba dvojnásobek velikosti Švýcarska od východu na západ, se pravděpodobně srazilo s Plutem na počátku historie trpasličí planety.

Tyto výsledky jsou součástí studie o Plutu a jeho vnitřní struktuře zveřejněné v pondělí v časopise Přírodní astronomie.

Dříve tým studoval neobvyklé útvary napříč sluneční soustavou, jako jsou ty na odvrácené straně Měsíce, které byly pravděpodobně vytvořeny srážkami během chaotických prvních dnů formování systému.

Výzkumníci vytvořili numerické simulace pomocí softwaru pro hydrodynamiku hladkých částic, který je základem pro širokou škálu studií planetárních kolizí, k modelování různých scénářů možných dopadů, rychlostí, úhlů a složení teoretické srážky planetárního tělesa s Plutem.

Výsledky ukázaly, že planetární těleso by se pravděpodobně srazilo s Plutem pod šikmým úhlem, spíše než čelně.

„Jádro Pluta je tak chladné, že (kamenné těleso, které se srazilo s trpasličí planetou) zůstalo velmi pevné a neroztavilo se navzdory teplu srážky, a díky úhlu srážky a nízké rychlosti jádro Kolidující těleso se neroztavilo,“ řekl Dr. Harry Ballantyne, hlavní autor studie a spoluřešitel na univerzitě v Bernu ve Švýcarsku, v prohlášení: „Nepotopilo se do srdce Pluta, ale zůstalo neporušený jako rána do něj.“

Co se ale stalo s planetárním tělesem po jeho srážce s Plutem?

„Někde pod Sputnikem leží pozůstatky jádra jiného masivního objektu, který Pluto nikdy nestrávilo,“ uvedl v prohlášení spoluautor studie Eric Asfaugh, profesor Lunární a planetární laboratoře na Arizonské univerzitě.

Tým zjistil, že tvar slzy Sputnik Planitia je výsledkem studeného jádra Pluta a také relativně nízké rychlosti samotného dopadu. Jiné typy rychlejších a přímějších efektů by vytvořily symetričtější vzhled.

„Jsme zvyklí uvažovat o srážkách planet jako o neuvěřitelně intenzivních událostech, kde můžete ignorovat detaily kromě věcí, jako je energie, hybnost a hustota, ale ve vzdálené sluneční soustavě jsou rychlosti mnohem pomalejší a pevný led je silný musíte být ve svých výpočtech přesnější.“

Při studiu funkce srdce se tým zaměřil také na vnitřní strukturu Pluta. Náraz na počátku historie Pluta by vytvořil hmotnostní deficit, což by způsobilo, že Sputnik Planitia postupem času pomalu migroval směrem k severnímu pólu trpasličí planety, zatímco se planeta stále formovala. Podle fyzikálních zákonů je totiž pánev méně masivní než její okolí, vysvětlili vědci ve studii.

Sputnik Planitia se však nachází poblíž rovníku trpasličí planety.

Předchozí výzkum naznačoval, že Pluto by mohlo mít podpovrchový oceán, a pokud ano, ledová kůra nad podpovrchovým oceánem by byla v oblasti Sputnik Planitia tenčí, vytvořila by hustou vybouleninu kapalné vody a způsobila migraci hmoty směrem k rovníku. řekli autoři.

Nová studie ale nabízí jiné vysvětlení umístění výhody.

„V našich simulacích byl primitivní plášť Pluta nárazem zcela vyhlouben, a protože materiál jádra impaktoru je rozptýlen po jádru Pluta, vytváří místní přebytek hmoty, který by mohl vysvětlit migraci směrem k rovníku bez podpovrchového oceánu, nebo nanejvýš podpovrchový oceán,“ řekl Dr.

Kelsey Singer, hlavní vědec z Jihozápadního výzkumného institutu v Boulderu v Coloradu a zástupce spoluřešitele mise NASA New Horizons, který se na studii nepodílel, uvedl, že autoři odvedli důkladnou práci při zkoumání modelování a rozvíjení svých hypotéz, i když byli by rádi Vidí „užší spojení s geologickými důkazy“.

„Například autoři naznačují, že jižní část Sputnik Planitia je velmi hluboká, ale mnoho geologických důkazů bylo interpretováno tak, že jih je méně hluboký než sever,“ řekl Singer.

Vědci se domnívají, že nová teorie týkající se jádra Pluta by mohla vrhnout více světla na to, jak záhadná trpasličí planeta vznikla. Původ Pluta zůstal záhadou, protože se nachází na okraji sluneční soustavy a bylo podrobně studováno pouze misí New Horizons.

„Pluto je rozlehlá říše divů s jedinečnou a fascinující geologií, takže kreativnější hypotézy vysvětlující, že geologie je vždy užitečná,“ řekl Singer. „To, co by pomohlo rozlišit mezi různými hypotézami, je mít více informací o tom, co je pod povrchem Pluta, toho můžeme dosáhnout pouze vysláním kosmické lodi na oběžnou dráhu Pluta, možná pomocí radaru, který dokáže prohlížet led.“