Карликовые планеты на замерзшем краю нашей Солнечной системы могут скрывать теплые океаны
В Солнечной системе не намного холоднее, чем в поясе Койпера.
За орбитой Плутона, вдали от солнечного тепла, дрейфует огромное пространство ледяных камней и карликовых планет. слишком холодно, чтобы быть чем-то большим, чем снежками в космическом пространстве.
Однако, как показали данные «Новых горизонтов» о Плутоне, внешность может быть обманчивой. А теперь ученые обнаружили, что две другие карликовые планеты могут хранить секреты.
Эрис и Макемаке — карликовые планеты, которые, как и Плутон, находятся в поясе Койпера. И, как и в случае с Плутоном, теперь обнаружено, что под их замерзшей корой плещутся океаны.
Эти доказательства скрываются в замороженном метане на поверхности крошечных далеких миров, соотношение изотопов которого соответствует с внутренним подогревом.
«Мы видим некоторые интересные признаки жаркого времени в прохладных местах», — говорит планетарный геохимик Кристофер Гляйн из Юго-западного исследовательского института в Техасе.
«Я пришел к этому В проекте предполагается, что крупные объекты пояса Койпера (KBO) должны иметь древние поверхности, населенные материалами, унаследованными от первичной солнечной туманности, поскольку их холодные поверхности могут сохранять летучие вещества, такие как метан. Вместо этого космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) преподнес нам сюрприз! нашел доказательства, указывающие на термические процессы, производящие метан внутри Эриды и Макемаке.»
И Эрида, и Макемаке меньше и дальше Плутона. Плутон имеет радиус 1188 километров (738 миль) и вращается вокруг Солнца на среднем расстоянии 39 астрономических единиц.
Эрис лишь немного меньше, с радиусом 1163 километра, но ее среднее расстояние от Солнца составляет целых 68 астрономических единиц. Орбита Макемаке составляет в среднем 45,8 астрономических единиц, но ее радиус составляет всего лишь 715 километров.
Даже Плутон трудно увидеть в дальних уголках Солнечной системы. Меньшие и более далекие миры находятся на грани невидимости. Вот почему нам нужно было дождаться столь мощного инструмента, как JWST, чтобы узнать о них больше в деталях.
Уже много лет известно, что на поверхности этих карликовых планет преобладает метановый лед. Поскольку пояс Койпера расположен так далеко, учёные считали, что поверхности обоих миров были настолько же нетронутыми, насколько считалось замороженными, неизмененными с момента их образования около 4,5 миллиардов лет назад.
Используя JWST, астрономы провели спектроскопические наблюдения обеих карликовых планет в отраженном солнечном свете. Это позволило им измерить соотношение изотопов в метане – в частности, соотношение дейтерия или тяжелого водорода к нормальному водороду – известное как соотношение D/H – а также изотопы углерода.
Оба набора Из соотношений предполагалось, что метан на поверхности Эриды и Макемаке значительно моложе, чем метан, который мог висеть там с момента образования Солнечной системы.
«Умеренное соотношение D/H, которое мы наблюдали с помощью JWST «Это опровергает наличие первичного метана на древней поверхности. Первичный метан должен иметь гораздо более высокое соотношение D/H», — объясняет Гляйн.
«Вместо этого соотношение D/H указывает на геохимическое происхождение метана, образующегося в глубокие недра. Соотношение D/H похоже на окно. Мы можем использовать его в некотором смысле, чтобы заглянуть в недра. Наши данные свидетельствуют о повышенных температурах в скалистых ядрах этих миров, так что метан может быть приготовлен. Молекулярный азот ( N2) также могло образоваться, и мы видим это на Эриде. Горячие ядра также могут указывать на потенциальные источники жидкой воды под их ледяной поверхностью».
И соотношения изотопов углерода совпадают.
«Если бы на Эриде и Макемаке существовала или, возможно, все еще могла существовать теплая или даже горячая геохимия в их скалистых ядра, криовулканические процессы могли бы затем доставить метан на поверхности этих планет, возможно, в геологически недавние времена», — говорит астроном Уилл Гранди из обсерватории Лоуэлла в Аризоне. «Мы обнаружили соотношение изотопов углерода (13C/12C), которое предполагает относительно недавнее вскрытие поверхности».
Эти результаты убедительно свидетельствуют о том, что нам может понадобиться переосмыслить динамику внешней Солнечной системы. Ученые полагают, что условия для микробной морской жизни могут существовать в подземных океанах замерзших миров, таких как спутник Сатурна Энцелад и спутник Юпитера Европа, ядра которых считаются достаточно горячими, чтобы создавать благоприятные условия глубоко внутри.
Если в поясе Койпера также могут существовать подземные океаны – а они на самом деле являются обычным явлением – то внешняя Солнечная система может оказаться не такой враждебной и негостеприимной, как мы думали.
»После пролета «Новых горизонтов» система Плутона, и благодаря этому открытию пояс Койпера оказывается гораздо более живым с точки зрения размещения динамических миров, чем мы могли себе представить», — говорит Гляйн.
«Еще не слишком рано начинать подумываю о том, чтобы отправить космический корабль пролететь мимо другого из этих тел, чтобы поместить данные JWST в геологический контекст. Я верю, что мы будем ошеломлены чудесами, которые нас ждут!»
Результаты были опубликованы в две статьи опубликованы в журнале Icarus. Их можно найти здесь и здесь.
