Hvad ligger under Plutos iskolde hjerte? Ny forskning viser, at der kan være et salt ”Døde Hav” -lignende hav, der er mere end 100 kilometer tykt.
”Termiske modeller af Plutos indre og tektoniske beviser fundet på overfladen antyder, at der kan eksistere et hav, men det er ikke let at udlede sin størrelse eller noget andet om det,” sagde Brandon Johnson fra Brown University. "Vi har været i stand til at sætte nogle begrænsninger på dens tykkelse og få nogle ledetråde om sammensætning."
Forskning udført af Johnson og hans team fokuserede Plutos "hjerte" - en region uformelt kaldet Sputnik Planum, som blev fotograferet af New Horizons-rumfartøjet under sin flyby af Pluto i juli 2015.
New Horizons 'primære efterforsker Alan Stern kaldte Sputnik Planum “en af de mest fantastiske geologiske opdagelser i 50-årigt planeterudforskning”, og tidligere undersøgelser viste, at regionen ser ud til at være konstant fornyet med den aktuelle iskonvektion.
Hjertet er et 900 km bredt bassin - større end Texas og Oklahoma kombineret - og i det mindste ser det ud til, at den vestlige halvdel er dannet af en påvirkning, sandsynligvis af et objekt 200 kilometer på tværs eller større.
Johnson og kollegerne Timothy Bowling fra University of Chicago og Alexander Trowbridge og Andrew Freed fra Purdue University modellerede påvirkningsdynamikken, der skabte et massivt krater på Plutos overflade og så også på dynamikken mellem Pluto og dens måne Charon.
De to er tidligt låst med hinanden, hvilket betyder, at de altid viser hinanden det samme ansigt, som de roterer. Sputnik Planum sidder direkte på tidevandsaksen, der forbinder de to verdener. Denne position antyder, at bassinet har det, der kaldes en positiv masseanomali - det har mere masse end gennemsnittet for Plutos iskolde skorpe. Efterhånden som Charons tyngdekraft trækker på Pluto, ville den trække proportionalt mere på områder med højere masse, som ville vippe planeten, indtil Sputnik Planum blev på linje med tidevandsaksen.
Så i stedet for at være et hul i jorden, er krateret faktisk blevet udfyldt igen. En del af det er blevet udfyldt af den konvegerende nitrogenis. Mens det islag tilføjer en vis masse til bassinet, er det ikke selv tyk nok til at få Sputnik Planum til at have en positiv masse.
Resten af denne masse, sagde Johnson, kan genereres af en væske, der lurer under overfladen.
Johnson og hans team forklarede det sådan:
Ligesom en bowlingkugle faldt på en trampolin, skaber en stor påvirkning en bukke på en planetens overflade, efterfulgt af et rebound. Denne rebound trækker materiale opad fra dybt i planetens indre. Hvis det opvarmede materiale er tættere end det, der blev sprængt væk af stødet, ender krateret med den samme masse, som det havde før påvirkningen skete. Dette er et fænomen, som geologer refererer til som isostatisk kompensation.
Vand er tættere end is. Så hvis der var et lag med flydende vand under Plutos isskal, kan det have vist sig vel efter Sputnik Planum-påvirkningen, aften ud af kraterets masse. Hvis bassinet startede med neutral masse, ville nitrogenlaget, der blev afsat senere, være nok til at skabe en positiv masseavvik.
”Dette scenarie kræver et flydende hav,” sagde Johnson. ”Vi ønskede at køre computermodeller af påvirkningen for at se, om dette er noget, der faktisk ville ske. Hvad vi fandt, er, at produktionen af en positiv masseanomali faktisk er ret følsom over for, hvor tykt havlaget er. Det er også følsomt over for hvor salt havet er, fordi saltindholdet påvirker vandets densitet. ”
Modellerne simulerede virkningen af et objekt, der er stort nok til at skabe et bassin med Sputnik Planums størrelse, der rammer Pluto med en hastighed, der forventes for den del af solsystemet. Simuleringen antog forskellige tykkelser af vandlaget under skorpen, fra slet intet vand til et lag 200 kilometer tykt.
Scenariet, der bedst rekonstruerede Sputnik Planums observerede størrelsesdybde, mens han også producerede et krater med kompenseret masse, var et, hvor Pluto har et havlag på mere end 100 kilometer tykt med en saltindhold på omkring 30 procent.
”Hvad dette fortæller os, er, at hvis Sputnik Planum virkelig er en positiv masseanomali - og det ser ud som om det er - skal dette havlag på mindst 100 kilometer være der,” sagde Johnson. "Det er temmelig forbløffende for mig, at du har denne krop så langt ude i solsystemet, der stadig kan have flydende vand."
Johnson han og andre forskere vil fortsætte med at studere de data, der er sendt tilbage af New Horizons, for at få et klarere billede af Plutos spændende indre og mulige hav.
Yderligere læsning: Brown University, New Horions / APL
