10 fede ting, vi lærte om Pluto fra New Horizons

For fem år siden i dag, NASAs New Horizons-rumfartøj skrev historie. Efter en rejse på næsten 10 år og mere end 3 milliarder miles, den frygtløse sonde i klaverstørrelse fløj inden for 7, 800 miles af Pluto. For første gang nogensinde, vi så overfladen af ​​denne fjerne verden i spektakulære, farvede detaljer.

Mødet - som også omfattede et detaljeret kig på den største af Plutos fem måner, Charon – afsluttede den indledende rekognoscering af planeterne startet af NASAs Mariner 2 mere end 50 år før, og afslørede en iskold verden fyldt med storslåede landskaber og geologi - tårnhøje bjerge, kæmpe iskapper, gruber, scarps, dale og terræn set ingen andre steder i solsystemet.

Og det var kun begyndelsen.

I de fem år siden den banebrydende forbiflyvning, Næsten alle formodninger om, at Pluto muligvis er en inaktiv iskugle, er blevet smidt ud af vinduet eller vendt på hovedet.

"Det er klart for mig, at solsystemet gemte det bedste til sidst!" sagde Alan Stern, New Horizons hovedefterforsker fra Southwest Research Institute, Kampesten, Colorado. "Vi kunne ikke have udforsket en mere fascinerende eller videnskabeligt vigtig planet i udkanten af ​​vores solsystem. New Horizons-teamet arbejdede i 15 år på at planlægge og udføre denne forbiflyvning, og Pluto betalte os tilbage i spader!"

Forskere ved nu, at selvom det bogstaveligt talt er ude i kulden, Pluto er en spændende, aktiv og videnskabeligt værdifuld verden. Utroligt, den rummer endda nogle af nøglerne til bedre at forstå de andre små planeter i det fjerne af vores solsystem.

Her er 10 af de fedeste, de mærkeligste og mest uventede resultater, videnskabsmænd om Pluto-systemet, som videnskabsmænd har lært siden 2015, takket være data fra New Horizons.

1. Pluto har et "hjerte, " og det driver aktivitet på planeten

Nogle gange skal man bare følge sit hjerte, og Pluto ser ud til at have taget det råd helt bogstaveligt.

Plutos hjerte – en af ​​signaturfunktionerne New Horizons observeret ved indflyvning og afbildet i høj opløsning under forbiflyvningen – er et stort, millioner kvadratkilometer nitrogen gletsjer. Hjertets venstre ventrikel, kaldet Sputnik Planitia, tvang bogstaveligt talt dværgplaneten til at omorientere sig selv, så bassinet nu vender næsten lige over for Plutos måne Charon.

"Det er en proces, der kaldes ægte polarvandring - det er, når et planetarisk legeme ændrer sin spinakse, normalt som reaktion på store geologiske processer, " sagde James Tuttle, en planetarisk videnskabsmand og New Horizons-teammedlem ved Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien.

Sputnik Planitias nuværende position er ingen tilfældighed. Det er en kuldefælde, hvor nitrogenis har akkumuleret for at lave en iskappe, der er mindst 2,5 miles (4 kilometer) tyk. Den konstante ubalance i den store masse, kombineret med tidevandets ryk og træk fra Charon, da den kredsede om Pluto, bogstaveligt talt tippede dværgplaneten, så bassinet flugtede tættere med tidevandsaksen mellem Pluto og Charon.

"Denne begivenhed var sandsynligvis også ansvarlig for at knække Plutos overflade og skabe de mange gigantiske fejl i dens skorpe, der zigzagger over store dele af Pluto, " sagde Tuttle.

Bassinet menes at have dannet sig nordvest for sin nuværende placering, og tættere på Plutos nordpol. Og hvis is fortsætter med at samle sig på bassinet, Pluto vil fortsætte med at omorientere sig selv.

Men der er mere i den historie...

2. Der er sandsynligvis et stort, væske, vandhav, der skvulper under Plutos overflade

Indsamlet is er måske ikke det eneste, der hjalp med at omorientere Sputnik Planitia. New Horizons-data fra bassinet indikerede, at der kan være en tungere masse under det, der spillede en rolle, og videnskabsmænd formoder, at den tungere masse er et vandhav.

"Det var en forbløffende opdagelse, " sagde Tuttle. "Det ville gøre Pluto til en undvigende 'havverden', "på samme måde som Europa, Enceladus og Titan." Flere andre beviser, inklusive tektoniske strukturer set i New Horizons-billeder, også pege på et hav under Plutos skorpe.

Sputnik Planitia blev sandsynligvis skabt for omkring 4 milliarder år siden af ​​nedslaget af et Kuiperbælt-objekt 30 til 60 miles (50 til 100 kilometer) på tværs, der udhuggede en massiv del af Plutos iskolde skorpe og efterlod kun en tynd, svagt lag ved bassinets gulv. Et hav under overfladen trængte sandsynligvis ind i bassinet nedefra ved at skubbe op mod den svækkede skorpe, og senere blev den tykke nitrogenis, der ses der nu, lagt ovenpå.

Nylige modeller baseret på billeder af planeten tyder på, at dette flydende hav kan være opstået fra en hurtig, voldsom dannelse af Pluto.

3. Pluto kan stadig være tektonisk aktiv, fordi det flydende hav stadig er flydende

Enorme forkastninger strækker sig over hundreder af miles og skærer sig omkring 2,5 miles ind i den iskolde skorpe, der dækker Plutos overflade. En af de eneste måder, hvorpå videnskabsmænd begrunder, at Pluto fik disse sprækker, selvom, er ved gradvis frysning af et hav under dets overflade.

Vand udvider sig, når det fryser, og under en iskold skorpe, at ekspansion vil skubbe og knække overfladen, ligesom en isterning i din fryser. Men hvis temperaturen er lav nok og trykket højt nok, vandkrystaller kan begynde at danne en mere kompakt krystalkonfiguration, og isen vil igen trække sig sammen.

Modeller, der bruger New Horizons' data, viste, at Pluto har betingelserne for den type sammentrækning, men den har ingen kendte geologiske træk, der indikerer, at sammentrækningen har fundet sted. Til videnskabsmænd, det betyder, at hav under overfladen stadig er i gang med at fryse og potentielt skabe nye fejl på overfladen i dag.

"Hvis Pluto er en aktiv havverden, så tyder det på, at Kuiperbæltet kan være fyldt med andre oceanverdener blandt dets dværgplaneter, dramatisk udvide antallet af potentielt beboelige steder i vores solsystem, " sagde Tuttle.

Men mens Plutos flydende hav sandsynligvis stadig eksisterer i dag, videnskabsmænd formoder, at den er isoleret de fleste steder (dog ikke under Sputnik) med næsten 320 kilometer is. Det betyder, at den sandsynligvis ikke kontakter overfladen i dag; men i fortiden, det kan have sivet gennem vulkansk aktivitet kaldet kryovulkanisme.

4. Pluto var – og kan stadig være – vulkansk aktiv

Men måske ikke "vulkanisk" på den måde, du måske tror.

På jorden, smeltede lavaspytter, savler, bobler, og bryder ud fra undersøiske sprækker gennem vulkaner, der sidder milevidt højt i og rager ud fra havene, som på Hawaii. Men på Pluto, der er mange tegn på, at en slags forkølelse, sjusset kryolava er hældt ud over overfladen på forskellige punkter.

Forskere kalder det "kryovulkanisme."

Wright Mons og Piccard Mons, to store bjerge syd for Sputnik Planitia, hver bærer en dyb central grube, som forskerne mener sandsynligvis er munden på kryovolanoer i modsætning til alle andre, der findes i solsystemet.

Vest for Sputnik ligger Viking Terra, med sine lange brud og grabener, der viser tegn på en gang flydende kryolavaer over hele overfladen også der.

Og længere vest for Sputnik Planitia ligger Virgil Fossae-regionen, hvor ammoniakrige kryolavaer synes at være sprunget op til overfladen og belagt et område på flere tusinde kvadratkilometer i rødfarvede organiske molekyler for ikke mere end 1 milliard år siden, hvis ikke endnu mere for nylig.

Og apropos for nylig...

5. Gletschere skærer tværs over Plutos overflade selv i dag, og det har de gjort i milliarder af år

Pluto slutter sig til Jordens rækker, Mars, og en håndfuld måner, der har aktivt strømmende gletsjere.

Øst for Sputnik Planitia ligger snesevis af (for det meste) nitrogen-is-gletsjere, der løber ned fra fordybende højland og ind i bassinet, udskærer dale, mens de går. Forskere har mistanke om sæsonbestemte og "mega-sæsonbestemte" cyklusser af nitrogenis, der sublimerer fra is til damp, svæve rundt på dværgplaneten og derefter fryse tilbage på overfladen er kilden til gletsjernes is.

Men disse gletsjere er ikke som vores egne vandis-gletsjere her på Jorden. For en, enhver afsmeltning i dem vil ikke falde mod bunden af ​​gletsjeren - den vil stige til toppen, fordi flydende nitrogen er mindre tæt end fast nitrogen. Når det flydende nitrogen kommer ud på toppen af ​​gletsjeren, det potentielt endda bryder ud som jetfly eller gejsere.

Derudover der er det faktum, at noget af Plutos overflade består af vandis, som er lidt mindre tæt end nitrogenis. Mens Plutos gletsjere skærer overfladen, nogle af disse van-is "klipper" vil stige op gennem gletsjeren og flyde som isbjerge. Sådanne isbjerge ses i flere New Horizons-billeder af Sputnik Planitia, den største af Plutos kendte gletsjere, som strækker sig mere end 620 miles (1, 000 kilometer) på tværs - på størrelse med Oklahoma og Texas tilsammen.

6. Pluto har varmekonvektionsceller på sin gigantiske gletsjer Sputnik

Zoom ind tæt på overfladen af ​​Sputnik Planitia, og du vil se noget ulig noget andet sted i solsystemet:et netværk af mærkelige polygonale former i isen, hver mindst 6 miles (10 kilometer) på tværs, krumning på gletsjerens overflade.

Selvom de ligner celler under et mikroskop, disse er ikke; de er bevis på, at Plutos indre varme forsøger at undslippe fra under gletsjeren, og dannelse af bobler af opvældende og nedadgående nitrogenis, noget som en varm lavalampe.

Varm is stiger op i midten af ​​cellerne, mens kold is synker langs deres kant. Der er intet lignende i nogen af ​​Jordens gletsjere, og eller et hvilket som helst andet sted i solsystemet, som vi har udforsket!

7. Pluto har et bankende "hjerte", der styrer dens atmosfære og klima

Kold og fjern som Pluto kan være, dens iskolde "hjerte" slår stadig til daglig, rytmisk tromme, der driver Plutos atmosfære og klima meget på den måde, Grønland og Antarktis hjælper med at kontrollere Jordens klima.

Nitrogenis i Plutos hjerteformede Tombaugh Regio gennemgår en cyklus hver dag, sublimerer fra is til damp i dagslys og kondenserer tilbage på overfladen i løbet af den kolde nat. Hver runde virker som et hjerteslag, driver nitrogenvinde, der cirkulerer rundt på planeten med op til 20 mph.

"Plutos hjerte styrer faktisk atmosfærens cirkulation, " sagde Tanguy Bertrand, en planetarisk videnskabsmand ved NASA Ames Research Center i Mountain View, Californien.

Sofistikerede vejrudsigtsmodeller, som Bertrand har skabt ved hjælp af New Horizons-data, viser, at da disse iser sublimerer sig i den nordlige del af Plutos iskolde hjerte og fryser ud i den sydlige del, de driver raske vinde i vestlig retning - mærkeligt modsat Plutos østlige spin.

Disse vestlige vinde, støder op mod den barske topografi i udkanten af ​​Plutos hjerte, forklar hvorfor der er vindstriber på den vestlige kant af Sputnik Planitia, et bemærkelsesværdigt fund i betragtning af, at Plutos atmosfære kun er 1/100, 000. af Jordens, sagde Bertrand. De forklarer også nogle andre overraskende ørkenlignende funktioner...

8. Pluto har klitter

Det er ikke Sahara-ørkenen, eller Gobi-ørkenen. Dette er Pluto. Hundredvis af klitter strækker sig over mindst 45 miles (75 kilometer) af den vestlige udkant af Sputnik Planitia, og videnskabsmænd formoder, at de er dannet for nylig.

Klitter kræver små partikler og vedvarende, drivende vinde, der kan løfte og blæse sandpletterne eller hvad der ellers er på vej. Og på trods af dens svage tyngdekraft, tynd atmosfære, ekstrem kulde og hele overfladesammensætningen af ​​is, Pluto havde tilsyneladende (eller stadig har) alt det nødvendige for at lave klitter.

Vand-isbjerge på de nordvestlige udkanter af Sputnik-gletsjeren kan give partiklerne, og Plutos bankende nitrogen "hjerte" giver vind. I stedet for kvarts, basalt- og gipssand blæst af nogle gange stormende vinde på Jorden, selvom, Forskere formoder, at klitterne på Pluto er sandstore korn af metan-is båret af vinde, der ikke blæser mere end 20 mph, selvom klitternes størrelse taget i betragtning, vinden kan have været stærkere og atmosfæren meget tykkere tidligere.

9. Pluto og Charon har næsten ingen små kratere, og det har nogle store konsekvenser

At finde kratere på overfladen af ​​planeter er en slags norm i rummet. Men hvis der er en unormal ting ved Pluto-systemet, det er, at hverken Pluto eller Charon har mange små kratere – de er næsten alle store.

"Det overraskede os, fordi der var færre små kratere, end vi havde forventet, hvilket betyder, at der også er færre små Kuiperbæltsobjekter, end vi havde forventet, " sagde Kelsi Singer, en New Horizons stedfortrædende projektforsker og medforsker fra Southwest Research Institute i Boulder, Colorado.

Analyser af kraterbilleder fra New Horizons tyder på, at få genstande med mindre end omkring en kilometer i diameter bombarderede begge verdener. Fordi videnskabsmænd ikke har nogen grund til at tro, at tektonisk aktivitet fortrinsvis ville have tørret overfladen ren af ​​disse små kratere, Det kan betyde, at Kuiperbæltet for det meste er blottet for meget små genstande.

"Disse resultater giver os fingerpeg om, hvordan solsystemet blev dannet, fordi de fortæller os om bestanden af ​​byggeklodser af større objekter, ligesom Pluto og måske endda Jorden, " sagde Singer.

"Hver gang vi går et nyt sted i solsystemet, vi finder overraskelser, der udfordrer nuværende teorier, " tilføjede Singer. "The New Horizons flyby gjorde netop det, og på mange måder!"

10. Charon havde en vulkansk fortid, og det kunne være nøglen til at forstå andre iskolde verdener

New Horizons tog også fantastiske billeder af Plutos måne Charon, og de afslørede også noget overraskende geologi der.

På siden af ​​Charon, som New Horizons afbildede i høj opløsning, Charon har to forskellige terræntyper:en enorm, Slette, der strækker sig mod syd, officielt kaldet Vulcan Planitia, der er mindst på størrelse med Californien, og et barsk terræn i daglig tale kaldet Oz Terra, der strækker sig nordpå til Charons nordpol. Begge synes at være dannet fra frysning og udvidelse af (du gættede det!), et gammelt hav under Charons skorpe.

Moderat ekspansion i nord skabte de barske, bjergterræn i Oz Terra set i dag, hvorimod ekspansionen i syd tvang sig vej gennem åbninger, revner og andre åbninger som kryolava, vælter ud over overfladen. Faktisk, Vulcan Planitia menes at være en kæmpe kryostrøm, der dækkede hele regionen tidligt i Charons historie.

Lignende funktioner findes på nogle iskolde satellitter rundt om i solsystemet, inklusive Neptuns kæmpemåne Triton, Saturns måner Tethys, Dione og Enceladus, og Uranus' måner Miranda og Ariel. Og takket være de detaljerede billeder af Charon fra New Horizons, modellerne fra Charons fortid er en Rosetta-sten for at hjælpe med at forstå den vulkanske og geologiske aktivitet i de andre iskolde verdener.

"New Horizons forvandlede Pluto fra en fuzzy teleskopisk prik, ind i en levende verden med forbløffende mangfoldighed og overraskende kompleksitet, " sagde Hal Weaver, New Horizons-projektforsker ved Johns Hopkins Applied Physics Laboratory i Laurel, Maryland. "Vi var alle forbløffede over rækken af ​​fænomener i hele Pluto-systemet, fra Charons polarfarvning og gigantiske kløft, til 'iceball'-sammensætningen af ​​de fire mindre satellitter, der tilbød værdifulde ledetråde til systemets oprindelse. Pluto-mødet var udforskning, når det er bedst, en ægte hyldest til visionen og vedholdenheden hos NASA New Horizons-teamet."