Когда в июле прошлого года космический аппарат НАСА «Новые горизонты» достиг Плутона, он впервые дал ученым первый подробный взгляд на один из самых загадочных объектов в Солнечной системе. В дополнение к чудесам, таким как вздымающиеся горы, ледяные вулканы и гигантский бассейн в форме сердца, изображения, излучаемые зондом, показывают поверхность, испорченную сетью трещин и заметно сферической формы.
Связанный контент
- Пять новых вещей, которые мы узнали о Плутоне на этой неделе
- Северный полюс Плутона пронизан каньонами
- Космический корабль НАСА готовится к самому глубокому погружению в перья Сатурна
- Эти картинки дают редкий взгляд на сердце облета Плутона
Для некоторых ученых эти два последних открытия являются намеком на то, что в крошечном мире может быть спрятано что-то еще более дикое, потому что они являются первыми прямыми подсказками о том, что Плутон мог разместить подземный океан под своей толстой, ледяной коркой. Если это подтвердится, океан на Плутоне будет иметь глубокие последствия, потому что он увеличит вероятность того, что другие ледяные тела могут содержать жидкую воду - и, возможно, жизнь.
«Тот факт, что даже холодный, отдаленный Плутон может иметь подземный океан, означает, что существуют потенциальные места обитания даже в явно бесперспективных местах», - говорит Фрэнсис Ниммо, ученый из New Horizons, базирующийся в Калифорнийском университете в Санта-Круз.
Кроме Земли, ни у каких тел в солнечной системе нет большого количества жидкой воды на их поверхностях. Это облом для астробиологов, так как большинство ученых считают, что вода является необходимым компонентом для возникновения жизни.
Тем не менее, космические исследования десятилетиями собирали доказательства того, что ледяные луны вокруг Юпитера и Сатурна держат под своими корками обширные океаны. Луна Сатурна Энцелад извергает гейзеры, которые мучительно богаты водой и углеродом, в то время как Европа Юпитера покрыта трещинами и хребтами, которые намекают на подповерхностный океан, таящий сквозь лед. Эти миры в настоящее время считаются одними из лучших мест для поиска жизни в других местах Солнечной системы.
Плутон также ледяной, но разница в том, что у этих лун есть более очевидные источники тепла для поддержания внутренней воды в жидкости: гравитационное разминание, которое они получают, когда они качаются вокруг своих массивных родительских планет. У Плутона нет массивного спутника и орбиты между 3 и 5 миллиардами миль от Солнца, поэтому астрономы в основном думали, что для современного океана это должно быть слишком холодно.
Некоторые теоретические модели предполагают, что радиоактивный распад в скалистом внутреннем пространстве Плутона может нагреть достаточно, чтобы создать подповерхностный океан в какой-то момент его истории, возможно, даже достаточно тепла, чтобы вода сохранялась сегодня, но реальных доказательств не было, говорит Ниммо, - до сих пор.
Выступая на недавней встрече Американского геофизического союза (AGU) в Сан-Франциско, Ниммо рассказал о двух ключевых подсказках от New Horizons. Ни один из них не является хламом, говорит он, но вместе они наводят на размышления.
Во-первых, «Новые горизонты» выявили наличие тектоники растяжения, разломов и трещин на лице Плутона, которые могут указывать на то, что поверхность недавно подверглась расширению.
«Простой способ сделать это, если у вас есть океан, который начинает замерзать», - говорит Ниммо, потому что вода расширяется в объеме, когда она превращается из жидкости в твердое вещество. «Когда жидкая вода замерзает обратно в лед, внешняя поверхность Плутона должна двигаться наружу, и вы получаете расширение».
Второе доказательство связано с формой Плутона, в частности, с заметным отсутствием выпуклости вокруг экватора, подобного тому, который обнаружен на Земле, на его луне и других округлых небесных телах.
Когда сферические тела вращаются, вращательные силы толкают материал к экватору, несколько сглаживая его. Экваториальная выпуклость Луны даже больше, чем нужно, учитывая ее текущую скорость вращения, и ученые думают, что это потому, что она вращалась быстрее в своей истории, когда лунная скала была более пластичной. Напротив, хотя Плутон вращается быстрее, чем наша луна, у него вообще нет выпуклости.
«Луна записывает древнее состояние вращения», - говорит Ниммо. «Плутон не показывает никаких доказательств этого. Существуют разные способы уничтожения ископаемой выпуклости, и один из них - иметь океан». Это связано с тем, что у воды больше свободы движения, чем у льда, поэтому глобальный жидкий слой, внутри которого брызгает, помог бы противодействовать вращающим силам, уменьшая такую выпуклость.
Пока что команда New Horizons делает довольно веские аргументы в пользу океана на Плутоне, говорит Эми Барр Млинар, эксперт по формированию и эволюции твердых планетных тел в Институте планетарных наук в Тусоне, Аризона.
«Он основан на базовом планетологическом анализе. Это не требует большого количества модного моделирования, где есть 45 различных входных параметров, которые могут быть испорчены », - говорит Барр Млинар.
Но пока не все убеждены, даже другие члены команды New Horizons. Поверхностные трещины Плутона могут быть объяснены другими внутренними изменениями температуры или структуры льда, говорит Билл Маккиннон, ученый-планетолог из Вашингтонского университета в Сент-Луисе.
«Точно так же разрушение ископаемой выпуклости согласуется с океаном на Плутоне, - говорит Маккиннон. - Но океан не требуется. Это также не означает, что океан, даже если он существовал, должен существовать сегодня. Крах ископаемого утолщения мог произойти миллиарды лет назад ».
Новые Горизонты выполнили единственный пролёт Плутона. Для более конкретного доказательства океана Плутона «нам нужно вернуться с миссией на орбите, возможно, в этом столетии», - говорит Маккиннон.
Если будущие испытания подтвердят присутствие океана на Плутоне, Маккиннон считает, что в краях Солнечной системы может быть еще больше скрытых морей, ожидающих своего открытия. Плутон является частью пояса Койпера, кольца подобных тел, которые также могут генерировать внутреннее тепло от радиоактивного распада.
«Другие крупные объекты пояса Койпера так же или даже более богаты камнями, поэтому в этих мирах также могут быть океаны», - говорит он.
Такие далекие океаны будут сильно отличаться от того, к чему мы привыкли на Земле, отмечает Надин Барлоу, астроном из Университета Северной Аризоны. Помимо того, что плутонский океан заперт под десятками футов льда, он почти наверняка будет иметь иной состав, чем моря Земли.
«Мы должны помнить, что льды в Плутоне включают в себя не только водный лед, но также и углекислый газ и метан, - говорит Барлоу. По сравнению с нашими морями потенциальный океан Плутона также, вероятно, будет особенно соленым, богатым растворенными солями и аммиаком, которые помогут снизить его точку замерзания и сохранить его в жидком состоянии.
Эти дополнительные ингредиенты сделали бы морскую воду Плутона непривлекательной для космонавтов, но все же возможно, что некоторые формы экстремальной жизни могут назвать такой океан домом. И хотя «Новые горизонты» уже ускорились от Плутона к своей следующей цели в поясе Койпера, запланированная миссия НАСА в Европу на спутнике Юпитера может стать важным испытательным полигоном для изучения подземных океанов на ледяных телах и определения их возможности для размещения жизни.
Это означает, что миссия Европы и любые будущие походы по изучению Плутона должны будут принимать меры предосторожности, чтобы не загрязнять любые потенциально жизнеобеспечивающие среды наземными организмами, говорит Барлоу.
Барр Млинар соглашается: «Возможно, нам придется подумать о хитрых способах изучения химии океана Плутона с поверхности», - говорит она. «Мы должны больше узнать о геологии этих тел и о том, как материал из океана может быть выражен на поверхности».
