Hva ligger under Plutos isete hjerte? Ny forskning indikerer at det kan være et salt ”Dødehav” -lignende hav som er mer enn 100 kilometer tykt.
"Termiske modeller av Plutos interiør og tektoniske bevis på overflaten tyder på at et hav kan eksistere, men det er ikke lett å trekke ut størrelsen eller noe annet om det," sa Brandon Johnson fra Brown University. "Vi har vært i stand til å sette noen begrensninger på tykkelsen og få noen ledetråder om komposisjon."
Forskning fra Johnson og teamet hans fokuserte Plutos "hjerte" - en region uformelt kalt Sputnik Planum, som ble fotografert av New Horizons-romfartøyet under flybyen til Pluto i juli 2015.
New Horizons ’hovedetterforsker Alan Stern kalte Sputnik Planum“ et av de mest fantastiske geologiske funnene i 50-pluss år med planetarisk leting ”, og tidligere undersøkelser viste at regionen ser ut til å være kontinuerlig fornyet av dagens iskonveksjon.
Hjertet er et 900 km bredt basseng - større enn Texas og Oklahoma kombinert - og i det minste ser den vestlige halvdelen av det ut til å ha blitt dannet av en påvirkning, sannsynligvis av et objekt 200 kilometer over eller større.
Johnson og kollegene Timothy Bowling fra University of Chicago og Alexander Trowbridge og Andrew Freed fra Purdue University modellerte virkningsdynamikken som skapte et massivt krater på Plutos overflate og så også på dynamikken mellom Pluto og månen Charon.
De to er tidvis låst med hverandre, noe som betyr at de alltid viser hverandre det samme ansiktet som de roterer. Sputnik Planum sitter direkte på tidevannsaksen som forbinder de to verdenene. Denne posisjonen antyder at bassenget har det som kalles en positiv masseanomali - den har mer masse enn gjennomsnittet for Plutos isete skorpe. Når Charons tyngdekraft trekker seg mot Pluto, ville den trekke proporsjonalt mer på områder med høyere masse, som ville vippe planeten til Sputnik Planum ble på linje med tidevannaksen.
Så i stedet for å være et hull i bakken, har krateret faktisk blitt fylt inn igjen. En del av det er blitt fylt ut av den konvektive nitrogenisen. Mens det islaget tilfører litt masse til kummen, er det ikke tykt nok på egen hånd til at Sputnik Planum får positiv masse.
Resten av den massen, sa Johnson, kan være generert av en væske som lurer under overflaten.
Johnson og teamet hans forklarte det slik:
Som en bowlingball som faller på en trampoline, skaper en stor påvirkning en bukke på en planetens overflate, etterfulgt av et tilbakeslag. Den tilbakespringen trekker materiale oppover fra dypt inne i planetens indre. Hvis det oppvarmede materialet er tettere enn det som ble sprengt bort av støtet, ender krateret med den samme massen som det hadde før støtet skjedde. Dette er et fenomen geologer omtaler som isostatisk kompensasjon.
Vann er tettere enn is. Så hvis det var et lag med flytende vann under Plutos isskall, kan det ha kommet godt etter Sputnik Planum-påvirkningen, og kvelden ut kratermassen. Hvis bassenget startet med nøytral masse, ville nitrogenlaget som ble avsatt senere være nok til å skape en positiv masseavvik.
"Dette scenariet krever et flytende hav," sa Johnson. ”Vi ønsket å kjøre datamodeller av virkningen for å se om dette er noe som faktisk ville skje. Det vi fant er at produksjonen av en positiv masseanomali faktisk er ganske følsom for hvor tykt havlaget er. Det er også følsomt for hvor salt havet er, fordi saltinnholdet påvirker tettheten av vannet. "
Modellene simulerte virkningen av et objekt som er stort nok til å lage et basseng med Sputnik Planums størrelse som treffer Pluto med en hastighet som forventes for den delen i solsystemet. Simuleringen antok forskjellige tykkelser på vannlaget under jordskorpen, fra ikke noe vann til et lag 200 kilometer tykt.
Scenariet som best rekonstruerte Sputnik Planums observerte størrelsesdybde, mens han også produserte et krater med kompensert masse, var et der Pluto har et havlag mer enn 100 kilometer tykt, med en saltholdighet på rundt 30 prosent.
"Det dette forteller oss, er at hvis Sputnik Planum virkelig er en positiv masseanomali - og det ser ut som om det er - må dette havlaget på minst 100 kilometer være der," sa Johnson. "Det er ganske utrolig for meg at du har denne kroppen så langt ute i solsystemet som fremdeles kan ha flytende vann."
Johnson han og andre forskere vil fortsette å studere dataene som er sendt tilbake av New Horizons for å få et tydeligere bilde Plutos spennende interiør og mulige hav.
Videre lesing: Brown University, New Horions / APL
