Plutos hjerte kan være koldt som is, men det er på det rigtige sted ifølge forskning

Sputnik Planitia, en 1, 000 kilometer bredt bassin inden for det ikoniske hjerteformede område observeret på Plutos overflade, kunne være på sin nuværende placering, fordi ophobning af is fik dværgplaneten til at vælte, skabe revner og spændinger i skorpen, der peger mod tilstedeværelsen af ​​et underjordisk hav.

Udgivet i 17. november-udgaven af Natur , dette er konklusionerne af forskning udført af James Keane, en ph.d.-studerende ved University of Arizona's Lunar and Planetary Laboratory, og hans rådgiver, adjunkt Isamu Matsuyama. De foreslår beviser på, at frosset nitrogen ophober sig, der kaster hele planeten af ​​sted, meget som en snurretop med en tyggegummi klistret til, i en proces kaldet ægte polarvandring.

"Der er to måder at ændre en planets spin på, " sagde Keane. "Den første – og den vi alle er mest bekendt med – er en ændring i planeten er en ændring i planetens skævhed, hvor planetens spinakse omorienterer sig i forhold til resten af ​​solsystemet. Den anden vej er gennem ægte polarvandring, hvor spinaksen forbliver fast i forhold til resten af ​​solsystemet, men planeten omorienterer sig under den."

Planeter kan lide at spinde på en måde, der minimerer energi. Kort sagt, dette betyder, at planeter kan lide at omorientere sig for at placere enhver ekstra masse tættere på ækvator, og eventuelle masseunderskud tættere på polen. For eksempel, hvis en kæmpe vulkan skulle vokse i Los Angeles, jorden ville omorientere sig selv for at placere L.A. på ækvator.

For at forstå polarvandring på Pluto, man må først indse, at i modsætning til Jorden, hvis spinakse kun er lidt skråtstillet, så områderne omkring ækvator modtager mest sollys, Pluto er som en snurretop, der ligger på siden. Derfor, planetens poler får mest sollys. Afhængig af sæsonen, det er enten det ene eller det andet, mens Plutos ækvatoriale områder er ekstremt kolde, hele tiden.

Fordi Pluto er næsten 40 gange længere fra solen, end vi er, det tager den lille kugle af sten og is 248 jordår at fuldføre et af sine egne år. På Plutos lavere breddegrader nær ækvator, temperaturer er næsten lige så kolde som minus 400 grader Fahrenheit, koldt nok til at omdanne nitrogen til et frossent fast stof.

I løbet af et Pluto-år, nitrogen og andre eksotiske gasser kondenserer på de permanent skyggede områder, og til sidst, mens Pluto går rundt om solen, de frosne gasser opvarmes, bliver gasformig igen og kondenserer igen på den anden side af planeten, resulterer i sæsonbestemt "snefald" på Sputnik Planitia.

"Hver gang Pluto går rundt om solen, en smule nitrogen ophobes i hjertet, " sagde Keane. "Og når nok is har hobet sig op, måske hundrede meter tyk, det begynder at overvælde planetens form, som dikterer planetens orientering. Og hvis du har en overskydende masse på ét sted på planeten, den vil til ækvator. Til sidst, gennem millioner af år, det vil trække hele planeten over."

I en vis forstand, Pluto er en (dværg)planet, hvis form og position i rummet er styret af dens vejr.

"Jeg tror, ​​at denne idé om en hel planet, der bliver trukket rundt af flygtige stoffers cykling, ikke er noget, mange mennesker virkelig havde tænkt over før, " sagde Keane.

De to forskere brugte observationer foretaget under New Horizons' forbiflyvning og kombinerede dem med computermodeller, der gjorde det muligt for dem at tage en overfladefunktion som Sputnik Planitia, flyt den rundt på planetens overflade og se, hvad det gør ved planetens spinakse. Og helt sikkert, i modellerne, den geografiske placering af Sputnik Planitia endte mistænkeligt tæt på, hvor man kunne forvente, at den var.

Hvis Sputnik Planitia var en stor positiv masseanomali - måske på grund af belastning af nitrogenis - ville den naturligt migrere til Plutos tidevandsakse med hensyn til Charon, Plutos største måne, når den nærmer sig en minimumsenergitilstand, ifølge Keane og Matsuyama. Med andre ord, den massive ophobning af is ville ende der, hvor den forårsager mindst slingre i Plutos spinakse.

Dette fænomen med polarvandring er noget, der blev opdaget med Jordens måne og med Mars, såvel, men i de tilfælde skete det i en fjern fortid, milliarder af år siden.

"På Pluto, disse processer er i øjeblikket aktive, " sagde Keane. "Hele dens geologi - gletsjere, bjerge, dale - synes at være forbundet med flygtige processer. Det er anderledes end de fleste andre planeter og måner i vores solsystem."

Og ikke kun det, simuleringerne og beregningerne forudsagde også, at ophobningen af ​​frosne flygtige stoffer i Plutos hjerte ville forårsage revner og fejl i planetens overflade på nøjagtig de samme steder, hvor New Horizons så dem.

Tilstedeværelsen af ​​tektoniske fejl på Pluto antyder eksistensen af ​​et hav under overfladen på et tidspunkt i Plutos historie, Keane forklarede.

"Det er som at fryse isterninger, " sagde han. "Når vandet bliver til is, det udvider sig. På planetarisk skala, denne proces bryder overfladen omkring planeten og skaber de fejl, vi ser i dag."

Papiret er udgivet sammen med en rapport af Francis Nimmo fra University of California Santa Cruz og kolleger, som også overvejer implikationerne for Plutos tilsyneladende nyorientering. Forfatterne af det papir er enige i ideen om, at tidevandskræfter kunne forklare den nuværende placering af Sputnik Planitia, men for at deres model skal fungere, et hav under overfladen skulle være til stede på Pluto i dag.

Begge udgivelser understreger forestillingen om en overraskende aktiv Pluto.

"Før New Horizons, folk tænkte normalt kun på flygtige stoffer i form af en tynd frostfiner, en overfladeeffekt, der kan ændre farven, eller påvirke lokal eller regional geologi, " sagde Keane. "At bevægelsen af ​​flygtige stoffer og skiftende is omkring en planet kunne have en dramatisk, planet-bevægende effekt er ikke noget nogen ville have forudsagt."