Ученые знают, почему океан Плутона остается жидким
Солнечная система может быть более приятным местом, чем мы думали ранее, даже в ледяных пределах пояса Койпера. Там, на карликовой планете Плутон, могут скрываться жидкие океаны под оболочкой из азотного льда.
Считалось, что температура, необходимая для поддержания жидкого океана на Плутоне, была слишком высокой, чтобы толстый лед оставался нерасплавленным, но японские астрономы нашли такую возможность: слой газа подо льдом и над жидкостью, изолирующий их от друг друга, и позволяя им сосуществовать.
Это исследование может помочь объяснить гравитационную аномалию, обнаруженную зондом New Horizons на Равнине Спутника, с ее экваториальным расположением и низкой топографией, что предполагает наличие под ней жидкого океана.
Жидкий океан под Равниной Спутника также может объяснить тектонические особенности на планете. И все же, основываясь на возрасте и местонахождении Плутона, ученые ожидали, что вся жидкость должна была замерзнуть.
«Чтобы поддерживать океан в жидком виде, Плутон должен сохранять тепло. С другой стороны, чтобы поддерживать изменения в толщине, ледяная оболочка Плутона должна быть холодной», — пишут исследователи в своей статье.
«Здесь мы показываем … что наличие тонкого слоя гидратов клатрата (газовые гидраты) у основания ледяной оболочки, может объяснить как долгосрочное существование океана, так и сохранение толщины оболочки».
Команда выдвинула гипотезу, что за это отвечает слой гидрата газа — твердая, похожая на лед форма воды с газом, заключенным в решетку, состоящую из молекул, также называемых клатратом. Но очевидно, что мы не можем просто полететь на Плутон, чтобы проверить эти выводы, поэтому они полагались на компьютерное моделирование.
Начиная с 4,6 миллиардов лет назад, в эпоху ранней Солнечной системы, моделирование эволюции Плутона имело место, как со слоем гидрата газа, так и без него, между ледяной оболочкой и океаном под ним.
Ученые увидели, что без слоя гидрата газа океан, как и ожидалось, полностью замерз бы около 800 миллионов лет назад, когда начали появляться первые животные на Земле.
Но замерзание не обнаружилось в моделировании, которое включало гидрат газа. Это показало, что, будучи изолирован слоем газа, океан не замерз. Добавление гидрата газа увеличило время замерзания до миллиарда лет.
Несмотря на то, что лед, покрывающий Равнину Спутника, в основном состоит из азота, наиболее вероятным кандидатом на этот газовый гидрат будет метан из скального ядра Плутона.
«Гидраты газа действуют как теплоизолятор, предотвращая полное замерзание океана, сохраняя ледяную оболочку холодной и неподвижной», — пишут исследователи.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Geoscience.
