Найдутся ли у бывшей планеты следы скрытого океана?

Найдутся ли у бывшей планеты следы скрытого океана?
В июле 2015-го космический аппарат New Horizons пролетит в 12 500 км от Плутона, чтобы собрать информацию об экс-планете, её спутниках и кольцах. Тем временем астрономы выясняют, какие черты поверхности этого тела важны более всего. И, похоже, при некоторой доле везения удастся понять, есть ли подо льдами Плутона настоящий водный океан.
В июле 2015-го космический аппарат New Horizons пролетит в 12 500 км от Плутона, чтобы собрать информацию об экс-планете, её спутниках и кольцах. Тем временем астрономы выясняют, какие черты поверхности этого тела важны более всего. И, похоже, при некоторой доле везения удастся понять, есть ли подо льдами Плутона настоящий водный океан.

Найдутся ли у бывшей планеты следы скрытого океана?

Эми Барр (Amy Barr) из Брауновского университета и Джеффри Коллинс (Geoffrey Collins) из Уитонского колледжа (оба — США), проанализировав возможные варианты внутреннего устройства карликовой планеты Плутон, пришли к выводу, что их может быть три.

Планета может быть либо недифференцированной смесью льда и скалистых пород (не самый вероятный вариант), либо слоёным пирогом, где лёд, включающий замёрзшие лёгкие элементы, покрывает скалистое ядро, либо… таким слоёным пирогом, в котором есть мощный слой жидкой воды.

Третий вариант кажется поначалу невозможным. Плутон получает в пару тысяч раз меньше солнечного света на квадратный метр, чем Земля, отчего средняя температура там равна примерно –230 °С. Откуда внутри планеты взяться теплу, которое растопило бы водный лёд и создало бы устойчивый океан? Несколько лет назад учёные проанализировали тепловой баланс в недрах Плутона и решили, что внутренний океан возможен, но только если в ядре планеты в десятки раз больше радиоактивного калия, чем на Земле. В теории это допустимо, поскольку на нашей планете радиоактивного калия значительно меньше, чем должно быть, однако проверить эту гипотезу было сложно.

Теперь Барр и Коллинс представили принципиально иную теорию о механизме поддержания океана в недрах ледяной планеты. Они замечают, что спутник Плутона Харон слишком велик: он всего в 8 раз легче своей планеты, в то время как необычайно большая относительно Земли Луна в 81 раз уступает планете по весу. В связи с этим его естественное формирование на орбитах, близких к нынешнему Плутону, исключено, и, согласно современным взглядам, Харон образовался сходно с Луной, то есть после удара крупного небесного тела в Плутохарон. После этого из последнего было вырвано множество обломков, затем «сложившихся» в нынешний Харон, подобно тому как из вынесенных кусков Землелуны некогда сформировалась Луна.

Всё это означает, что эти тела некогда располагались рядышком (опять-таки как Луна и Земля 4,5 млрд лет назад) — по мнению исследователей, так близко, что взаимное притяжение деформировало их до яйцеобразной формы. Как и сегодня, они находились в приливном захвате, поэтому Плутон и Харон постоянно обращены друг к другу одной и той же стороной. В итоге они не только замедляют вращение друг друга, но и прилично деформируют соседнее тело (уж очень массивен спутник), разогревая его недра, подобно тому как Юпитер и Сатурн разогревают недра Европы, Энцелада и прочих крупных лун, внутри которых сейчас предполагаются, а то и уже подтверждены океаны жидкой и солёной воды.

Как убедиться в наличии океана под Плутоном? Метод гравиметрического обследования, недавно опробованный на Энцеладе, не сработает: у New Horizons нет топлива на переход к орбите вокруг Плутона, поэтому измерить вариации тяготения в разных точках Плутона эффектом Доплера не получится. Барр и Коллинс, впрочем, уверены: если океан в недрах Плутона был хотя бы недавно, он не мог исчезнуть без следа. По спутникам планет-гигантов хорошо известно: там, где есть приливной разогрев, есть и криотектоника — движение плит льда, разломы на них и молодая поверхность, на которой мало следов ударных кратеров.

Найдутся ли у бывшей планеты следы скрытого океана?

Впрочем, тут могут быть и гейзеры — потоки воды, пробивающие 15-километровую корку льда, подобно тем, что подозреваются на соседнем Хароне.

Авторы полагают, что если New Horizons найдёт на Плутоне такие области, то это станет очень убедительным свидетельством в пользу подлёдного океана. По их расчётам, сделанным на основе известных параметров системы тел Плутон — Харон, глубина такого океана должна быть около 130 км, а толща скрывающего его льда — всего 15 км. Если там и впрямь будет обнаружен рельеф, свидетельствующий о тектонической активности, возникнут даже определённые шансы на наличие в недрах Плутона жизни, хотя и, разумеется, довольно простой.

Что может помешать этому? Ближайшая к Солнцу точка орбиты Плутона на 1,5 млрд км удалена от самой дальней. Поэтому в перигелии температура на его поверхности выше, и часть азотного и метанового льда может испаряться солнечными лучами, создавая разрежённую атмосферу. К сожалению, в 2015 году Плутон будет далёк от перигелия, и New Horizons увидит его тогда, когда газовая оболочка вновь сезонно обратится в лёд, который, по логике, должен скапливаться в углублениях, трещинах и разломах, если только они есть на этой планете. То есть оледеневшая атмосфера будет маскировать следы тектонической активности и перемещения ледяных плит, отчего найти их окажется не так просто. В то же время учёные уверены, что при действительно больших масштабах подобной криотектонической активности полностью «замазать» все трещины и неровности рельефа нельзя.

В любом случае, добавим мы, на Плутоне поиски новых океанов в Солнечной системе не заканчиваются. Харон, который тоже будет осмотрен New Horizons, имеет 1 200 км в диаметре, что в 2,5 раза больше Энцелада, где океан точно есть. Приливной разогрев действует на него не хуже, чем на Плутон, к тому же на его поверхности несколько лет назад были обнаружены гидраты аммиака — соединения, которое должно откуда-то пополняться, поскольку иначе под действием солнечных лучей оно давным-давно разложилось бы. Единственный источник «поставок», который приходит в голову, — гейзеры, бьющие из недр самого спутника, где в таком случае также может находиться крупный подлёдный океан. И никакой периодически замерзающей атмосферы, способной скрыть его следы, на Хароне нет.

Автор текста Александр Березин
Источник информации Компьюлента