A Plútó magját valószínűleg egy ősi ütközés hozta létre

Iratkozzon fel a CNN Wonder Theory tudományos hírlevelére. Fedezze fel az univerzumot lenyűgöző felfedezésekről, tudományos eredményekről és egyebekről szóló hírek segítségével.

CNN
—

A Plútó felszínén található hatalmas szív alakú vonás azóta foglalkoztatja a csillagászokat, hogy a NASA New Horizons űrszondája 2015-ös felvételen megörökítette. Most a kutatók úgy vélik, hogy megfejtették a jellegzetes szív kialakulásának titkát, és új nyomokat tárhatnak fel. a törpebolygó eredete.

Ezt a tulajdonságot „Tombo Regio”-nak nevezik Clyde Tombaugh csillagász tiszteletére, aki 1930-ban fedezte fel a Plútót. A tudósok szerint azonban a mag nem egy elemből áll. Évtizedekig elkerülték a részleteket a Tombo Reggio magasságáról, geológiájáról és jellegzetes alakjáról, valamint erősen tükröződő felületéről, amely világosabb fehér, mint a Plútó többi része.

A Sputnik Planitia nevű mély medence, amely a mag „bal lebenyét” alkotja, ad otthont a Plútón található nitrogénjég nagy részének.

A medence területe 745 x 1242 mérföld (1200 km x 2000 km), ami körülbelül egynegyede az Egyesült Államok méretének, de emellett 1,9-2,5 mérfölddel (3-4 km) alacsonyabb, mint a legtöbb Egyesült Államok. Bolygó felszíne. Eközben a mag jobb oldala is tartalmaz egy nitrogénjégréteget, de az sokkal vékonyabb.

A Sputnik Planitia új kutatása során egy nemzetközi tudóscsoport megállapította, hogy egy kataklizmikus esemény hozta létre a magot. A numerikus szimulációkat is magában foglaló elemzést követően a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy egy körülbelül 700 kilométer átmérőjű protobolygótest, amely keletről nyugatra nagyjából kétszer akkora, mint Svájc, valószínűleg ütközött a Plútóval a törpebolygó történetének korai szakaszában.

Ezek az eredmények a Plútóról és belső szerkezetéről szóló tanulmány részét képezik, amelyet hétfőn tettek közzé a folyóiratban Természet csillagászat.

Korábban a csapat a Naprendszer szokatlan jellegzetességeit tanulmányozta, például a Hold túlsó oldalán, amelyek valószínűleg a rendszer kaotikus kialakulásának korai napjaiban bekövetkezett ütközések következtében jöttek létre.

A kutatók numerikus szimulációkat készítettek sima részecskék hidrodinamikai szoftverével, amely sokféle bolygóütközési tanulmány alapját képezi, hogy modellezzék a Plútóval való elméleti bolygótest-ütközés lehetséges hatásainak, sebességeinek, szögeinek és összetételének különböző forgatókönyveit.

Az eredmények azt mutatták, hogy a bolygótest valószínűleg ferde szögben ütközne a Plútóval, nem pedig frontálisan.

„A Plútó magja annyira hideg, hogy (a törpebolygóval ütköző sziklás test) az ütközés hője ellenére nagyon szilárd maradt és nem olvadt meg, és az ütközés szögének és az alacsony sebességnek köszönhetően a mag az ütköző test nem olvadt meg” – mondta Dr. Harry Ballantyne, a tanulmány vezető szerzője, a svájci Berni Egyetem kutatótársa: „Nem süllyedt el a Plútó szívében, hanem megmaradt sértetlen, mint egy csapás rá.”

De mi történt a bolygótesttel a Plútóval való ütközése után?

„Valahol a Szputnyik alatt egy másik hatalmas objektum magjának maradványai rejlenek, olyané, amelyet a Plútó soha nem emésztett meg” – mondta Eric Asfaugh, a tanulmány társszerzője, az Arizonai Egyetem Hold- és Bolygólaboratóriumának professzora.

A csapat megállapította, hogy a Sputnik Planitia könnycsepp alakja a Plútó hideg magjának, valamint magának a becsapódásnak a viszonylag alacsony sebességének az eredménye. Más típusú gyorsabb, közvetlenebb hatások szimmetrikusabb megjelenést hoztak volna létre.

„Megszoktuk, hogy a bolygók ütközései olyan hihetetlenül intenzív események, amelyek során figyelmen kívül hagyhatjuk a részleteket, kivéve az energiát, a lendületet és a sűrűséget, de egy távoli naprendszerben a sebesség sokkal lassabb, és a szilárd jég erős pontosabbnak kell lenned a számításaidban.

A szív jellemzőinek tanulmányozása során a csapat a Plútó belső szerkezetére is összpontosított. A Plútó történetének korai becsapódása tömeghiányt okozott volna, aminek következtében a Sputnik Planitia lassan a törpebolygó északi pólusa felé vándorolt ​​volna idővel, miközben a bolygó még formálódott. Ennek az az oka, hogy a medence a fizika törvényei szerint kisebb tömegű, mint környezete – magyarázták a kutatók a tanulmányban.

A Sputnik Planitia azonban a törpebolygó egyenlítőjének közelében található.

Korábbi kutatások azt sugallták, hogy a Plútónak lehet felszín alatti óceánja, és ha igen, a felszín alatti óceán feletti jeges kéreg vékonyabb lenne a Szputnyik Planitia régióban, sűrű folyékony vízdudort hozva létre, és tömegek vándorlását okozva az Egyenlítő felé. mondták a szerzők.

Az új tanulmány azonban más magyarázatot kínál az előny helyére.

„Szimulációink során a Plútó primitív köpenyét teljesen kiásta a becsapódás, és mivel az ütközésmérő maganyaga szétszóródik a Plútó magjában, helyi tömegtöbbletet hoz létre, ami megmagyarázhatja az egyenlítő felé történő migrációt felszín alatti óceán nélkül, vagy legfeljebb egy felszín alatti óceán” – mondta Dr. „Nagyon vékony” – mondta Martin Goetze, a tanulmány társszerzője, a Berni Egyetem Fizikai Intézetének űrkutatási és bolygótudományi vezető kutatója.

Kelsey Singer, a Colorado állambeli boulderi Southwest Research Institute vezető tudósa és a NASA New Horizons küldetésének társkutatója, aki nem vett részt a tanulmányban, azt mondta, hogy a szerzők alapos munkát végeztek a modellezés és a hipotézisek kidolgozása során, bár szerették volna. Úgy látja, hogy „szorosabb kapcsolat van a geológiai bizonyítékokkal”.

„Például a szerzők azt sugallják, hogy a Szputnyik Planitia déli része nagyon mély, de a geológiai bizonyítékok nagy részét úgy értelmezték, hogy a dél kevésbé mély, mint az észak” – mondta Singer.

A kutatók úgy vélik, hogy a Plútó magjával kapcsolatos új elmélet jobban megvilágíthatja a titokzatos törpebolygó kialakulását. A Plútó eredete rejtély maradt, mivel a Naprendszer peremén található, és csak a New Horizons misszió tanulmányozta közelebbről.

„A Plútó hatalmas csodaország egyedülálló és lenyűgöző geológiával, ezért kreatívabb hipotézisek annak magyarázatára, hogy a geológia mindig hasznos” – mondta Singer. „A különböző hipotézisek megkülönböztetését segítené, ha több információval rendelkeznénk arról, hogy mi van a Plútó felszíne alatt. Ezt csak úgy tudjuk elérni, ha egy űrhajót küldünk a Plútó pályájára, esetleg egy radar segítségével, amely át tud nézni a jégen.”