Vědci zkoumali záhadu zmrzlého srdce Pluta

Vytvořilo se zmrzlé „srdce“ Pluta v oblasti pánve vzniklé při dávném impaktu a nacházelo se kdysi mnohem blíže severnímu pólu? A ukrývá se pod ledovým srdcem podpovrchový oceán? Vědci navrhli několik nových možností k vysvětlení vzniku tohoto zajímavého útvaru v podobě zmrzlého srdce, které jako první vyfotografovala v roce 2015 sonda NASA s názvem New Horizons.

Výzkumníci se zaměřili na západní lalok útvaru, který byl neformálně pojmenován Sputnik Planitia, což je hluboká kotlina obsahující tři druhy ledu – zmrzlý dusík, metan a oxid uhelnatý – a navíc se nachází naproti Charonu, který je gravitací Pluta zachycen ve vázané rotaci. Zatímco se mnoho vědců domnívá, že západní polovina „srdce“ Pluta vznikla uvnitř kotliny vytvořené před dlouhou dobou při dopadu velkého tělesa z Kuiperova pásu na povrch Pluta, přinejmenším jeden scénář působení impaktu nevyžaduje.

Douglas Hamilton, profesor astronomie na University of Maryland, publikoval se svými spolupracovníky z projektu New Horizons v časopise Nature práci, z které vyplývá, že tato čepička dusíkového ledu vznikla krátce na to, kdy Pluto ještě rotovalo rychle a není nezbytně nutná potřeba vytvoření velkého impaktního kráteru. „Jakmile se vytvořila ledová čepička, zajistila drobnou asymetrii, která uzamkla její polohu vůči Charonu, když rotace Pluta klesla a přizpůsobila se oběhu měsíce,“ vysvětluje Douglas Hamilton. Díky tomu k sobě Pluto i Charon neustále přivracejí stejné polokoule.

Na základě počítačových modelů Douglas Hamilton a jeho spolupracovníci objevili, že počáteční poloha oblasti Sputnik Planitia může být vysvětlena na základě celkového klimatu na Plutu a na naklonění jeho rotační osy o 120°. (Pro srovnání: zemská osa je skloněna o úhel 23,5°.) Modelování teploty Pluta ukázalo, že když uděláme průměr za 248 roků, což je doba oběhu trpasličí planety kolem Slunce, oblasti 30 stupňů severně a jižně od rovníku jsou nejstudenější místa, mnohem chladnější než póly Pluta. Led by se přirozeně vytvořil kolem těchto šířek, včetně středu oblasti Sputnik Planitia, který se nachází na 25° severní šířky.

Počítačový model Douglase Hamiltona ukazuje, že malý depozit ledu přirozeně způsobuje narůstání ledu v důsledku odrazu slunečního záření. Důsledkem je, že teplota setrvává na nízkých hodnotách, což zajišťuje nárůst ledu a tento cyklus se dále opakuje. Tzv. efekt překotného albeda je jevem, který by nakonec vedl k jedné dominantní polární čepičce, jak to pozorujeme v případě útvaru připomínajícího srdce na povrchu Pluta. V souladu se scénářem Douglase Hamiltona může polární čepička klesnout až několik kilometrů do kůry trpasličí planety, což může vysvětlovat, proč oblast Sputnik Planitia je nižší než obklopující terén.

Další modely – rovněž publikované v časopisu Nature ze dne 1. prosince 2016 – podporují impaktní scénář a naznačují na přítomnost podpovrchového oceánu na Plutu. Jedna z těchto prací, jejímž hlavním autorem je Francis Nimmo z University of California Santa Cruz a spolupracovník z mise New Horizons, modelovala, jak se oblast Sputnik Planitia mohla vytvořit, jestliže pánev vznikla v důsledku impaktu. V tomto scénáři vytvořená pánev migrovala do její současné polohy poté, co Pluto zpomalilo svoji rotaci.

Oceán nacházející se pod povrchem může přetrvávat miliardy roků, protože teplo produkované z radioaktivního rozpadu v kamenném jádru Pluta zajišťuje pozvolné rozmrzání oceánu, což může rovněž vysvětlit síť zlomů pozorovaných na povrchu Pluta. Vědci věří, že pod ledovým povrchem Pluta se skrývá oceán, ve kterém je stejné množství vody jako ve všech mořích na Zemi. „Oceán trpasličí planety se nachází 150 až 200 kilometrů pod jejím povrchem a je 100 kilometrů hluboký,“ řekl astronom Francis Nimmo.

„Oblast Sputnik Planitia je jedním z korunních drahokamů Pluta a jejího původu je stále záhadou,“ dodává Alan Stern ze Southwest Research Institute, Boulder, Colorado. „Nové studie nás posunou o krok blíže k rozluštění této záhady. Ať už to bylo cokoliv, co  způsobilo vznik oblasti Sputnik Planitia, nic podobného neexistuje nikde jinde ve Sluneční soustavě. Práce na výzkumu tohoto útvaru budou pokračovat, avšak jedna věc je jistá – výzkum trpasličí planety Pluto odhalil novou záhadu pro planetární výzkum ve 21. století.“

Zdroj:

http://pluto.jhuapl.edu/News-Center/News-Article.php?page=20161202, https://www.nasa.gov/feature/scientists-probe-mystery-of-pluto-s-icy-heart a http://thisbluemarble.com/showthread.php?t=70007

autor: František Martinek