Ο πυρήνας του Πλούτωνα πιθανότατα δημιουργήθηκε από μια αρχαία σύγκρουση

Εγγραφείτε στο επιστημονικό ενημερωτικό δελτίο του CNN στο Wonder Theory. Εξερευνήστε το σύμπαν με νέα για συναρπαστικές ανακαλύψεις, επιστημονικές προόδους και πολλά άλλα.

CNN
—

Ένα τεράστιο χαρακτηριστικό σε σχήμα καρδιάς στην επιφάνεια του Πλούτωνα έχει ιντριγκάρει τους αστρονόμους από τότε που το διαστημικό σκάφος New Horizons το απαθανάτισε σε μια εικόνα του 2015 Τώρα, οι ερευνητές πιστεύουν ότι έχουν λύσει το μυστήριο για το πώς δημιουργήθηκε η χαρακτηριστική καρδιά και θα μπορούσαν να αποκαλύψουν νέες ενδείξεις. η προέλευση του νάνου πλανήτη.

Αυτό το χαρακτηριστικό ονομάζεται “Tombo Regio” προς τιμήν του αστρονόμου Clyde Tombaugh, ο οποίος ανακάλυψε τον Πλούτωνα το 1930. Αλλά οι επιστήμονες λένε ότι ο πυρήνας δεν είναι όλα ένα στοιχείο. Για δεκαετίες, λεπτομέρειες σχετικά με το υψόμετρο, τη γεωλογία και το χαρακτηριστικό σχήμα του Tombo Reggio, καθώς και την εξαιρετικά ανακλαστική επιφάνειά του, η οποία είναι πιο φωτεινή από τον υπόλοιπο Πλούτωνα, δεν εξηγούνται.

Μια βαθιά λεκάνη που ονομάζεται Sputnik Planitia, η οποία σχηματίζει τον «αριστερό λοβό» του πυρήνα, φιλοξενεί μεγάλο μέρος του πάγου αζώτου που βρίσκεται στον Πλούτωνα.

Η λεκάνη καλύπτει μια περιοχή 745 μίλια επί 1.242 μίλια (1.200 χλμ. επί 2.000 χλμ.), περίπου το ένα τέταρτο του μεγέθους των Ηνωμένων Πολιτειών, αλλά είναι επίσης 1,9 έως 2,5 μίλια (3 έως 4 χλμ.) χαμηλότερη σε υψόμετρο από την πλειοψηφία των Ηνωμένες Πολιτείες. Επιφάνεια πλανήτη. Εν τω μεταξύ, η δεξιά πλευρά του πυρήνα περιέχει επίσης ένα στρώμα πάγου αζώτου, αλλά είναι πολύ πιο λεπτό.

Μέσω νέας έρευνας στο Sputnik Planitia, μια διεθνής ομάδα επιστημόνων διαπίστωσε ότι ένα κατακλυσμικό γεγονός δημιούργησε τον πυρήνα. Μετά από ανάλυση που περιλαμβάνει αριθμητικές προσομοιώσεις, οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι ένα πρωτοπλανητικό σώμα διαμέτρου περίπου 435 μιλίων (700 χιλιομέτρων) ή περίπου διπλάσιο από το μέγεθος της Ελβετίας από ανατολή προς δύση, πιθανότατα συγκρούστηκε με τον Πλούτωνα νωρίς στην ιστορία του νάνου πλανήτη.

Αυτά τα αποτελέσματα είναι μέρος μιας μελέτης για τον Πλούτωνα και την εσωτερική του δομή που δημοσιεύτηκε τη Δευτέρα στο περιοδικό Αστρονομία της φύσης.

Προηγουμένως, η ομάδα μελέτησε ασυνήθιστα χαρακτηριστικά σε όλο το ηλιακό σύστημα, όπως αυτά στην μακρινή πλευρά της Σελήνης, που πιθανότατα δημιουργήθηκαν από συγκρούσεις κατά τη διάρκεια των χαοτικών πρώτων ημερών σχηματισμού του συστήματος.

Οι ερευνητές δημιούργησαν αριθμητικές προσομοιώσεις χρησιμοποιώντας λογισμικό υδροδυναμικής λείων σωματιδίων, το οποίο αποτελεί τη βάση για ένα ευρύ φάσμα μελετών πλανητικής σύγκρουσης, για να μοντελοποιήσουν διαφορετικά σενάρια πιθανών κρούσεων, ταχυτήτων, γωνιών και συνθέσεων μιας θεωρητικής σύγκρουσης πλανητικού σώματος με τον Πλούτωνα.

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το πλανητικό σώμα πιθανότατα θα συγκρουόταν με τον Πλούτωνα σε λοξή γωνία, αντί κατά μέτωπο.

«Ο πυρήνας του Πλούτωνα είναι τόσο ψυχρός που (το βραχώδες σώμα που συγκρούστηκε με τον πλανήτη νάνο) παρέμεινε πολύ στερεός και δεν έλιωσε παρά τη θερμότητα της σύγκρουσης, και χάρη στη γωνία της σύγκρουσης και τη χαμηλή ταχύτητα, ο πυρήνας του το σώμα που συγκρούστηκε δεν έλιωσε», είπε ο Δρ Χάρι Μπαλάντιν, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης και συν-ερευνητής στο Πανεπιστήμιο της Βέρνης στην Ελβετία, σε μια δήλωση: «Δεν βυθίστηκε στην καρδιά του Πλούτωνα, αλλά παρέμεινε. ανέπαφο σαν χτύπημα σε αυτό».

Τι απέγινε όμως το πλανητικό σώμα μετά τη σύγκρουσή του με τον Πλούτωνα;

«Κάπου κάτω από το Sputnik βρίσκονται τα υπολείμματα του πυρήνα ενός άλλου ογκώδους αντικειμένου, ενός που ο Πλούτωνας δεν πέψε ποτέ», δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης Eric Asfaugh, καθηγητής στο Σεληνιακό και Πλανητικό Εργαστήριο του Πανεπιστημίου της Αριζόνα, σε μια δήλωση.

Η ομάδα διαπίστωσε ότι το σχήμα σταγόνας του Sputnik Planitia είναι αποτέλεσμα του ψυχρού πυρήνα του Πλούτωνα, καθώς και της σχετικά χαμηλής ταχύτητας της ίδιας της πρόσκρουσης. Άλλοι τύποι ταχύτερων, πιο άμεσων εφέ θα είχαν δημιουργήσει μια πιο συμμετρική εμφάνιση.

«Έχουμε συνηθίσει να θεωρούμε τις πλανητικές συγκρούσεις ως απίστευτα έντονα γεγονότα όπου μπορείτε να αγνοήσετε τις λεπτομέρειες εκτός από πράγματα όπως η ενέργεια, η ορμή και η πυκνότητα, αλλά σε ένα μακρινό ηλιακό σύστημα, οι ταχύτητες είναι πολύ πιο αργές και ο συμπαγής πάγος είναι ισχυρός πρέπει να είσαι πιο ακριβής στους υπολογισμούς σου.

Ενώ μελετούσε το χαρακτηριστικό της καρδιάς, η ομάδα εστίασε επίσης στην εσωτερική δομή του Πλούτωνα. Ένας αντίκτυπος νωρίς στην ιστορία του Πλούτωνα θα είχε δημιουργήσει ένα μαζικό έλλειμμα, προκαλώντας την αργή μετανάστευση του Sputnik Planitia προς τον βόρειο πόλο του νάνου πλανήτη με την πάροδο του χρόνου, ενώ ο πλανήτης σχηματιζόταν ακόμη. Αυτό συμβαίνει επειδή η λεκάνη είναι λιγότερο μαζική από το περιβάλλον της, σύμφωνα με τους νόμους της φυσικής, εξήγησαν οι ερευνητές στη μελέτη.

Ωστόσο, το Sputnik Planitia βρίσκεται κοντά στον ισημερινό του νάνου πλανήτη.

Προηγούμενη έρευνα είχε προτείνει ότι ο Πλούτωνας θα μπορούσε να έχει έναν υπόγειο ωκεανό και αν ναι, ο παγωμένος φλοιός πάνω από τον υπόγειο ωκεανό θα ήταν λεπτότερος στην περιοχή Sputnik Planitia, δημιουργώντας μια πυκνή διόγκωση υγρού νερού και προκαλώντας μετανάστευση μάζας προς τον ισημερινό, η μελέτη. είπαν οι συγγραφείς.

Αλλά η νέα μελέτη προσφέρει μια διαφορετική εξήγηση για τη θέση του πλεονεκτήματος.

«Στις προσομοιώσεις μας, ο πρωτόγονος μανδύας του Πλούτωνα έχει ανασκαφεί πλήρως από την πρόσκρουση και καθώς το υλικό του πυρήνα του κρουστικού εκκρεμούς είναι διασκορπισμένο στον πυρήνα του Πλούτωνα, δημιουργεί ένα τοπικό πλεόνασμα μάζας που θα μπορούσε να εξηγήσει τη μετανάστευση προς τον ισημερινό χωρίς ωκεανό κάτω από την επιφάνεια ή το πολύ. ένας υπόγειος ωκεανός», είπε ο Δρ. «Είναι πολύ λεπτός», είπε ο συν-συγγραφέας της μελέτης Μάρτιν Γκέτσε, ανώτερος ερευνητής στη διαστημική έρευνα και την πλανητική επιστήμη στο Ινστιτούτο Φυσικής του Πανεπιστημίου της Βέρνης.

Ο Kelsey Singer, κύριος επιστήμονας στο Southwest Research Institute στο Boulder του Κολοράντο και αναπληρωτής συν-κύριος ερευνητής για την αποστολή New Horizons της NASA, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη, είπε ότι οι συγγραφείς έκαναν ενδελεχή δουλειά εξερευνώντας το μοντέλο και ανέπτυξαν τις υποθέσεις τους, αν και Θα ήθελαν να Βλέπει μια «στενότερη σύνδεση με τα γεωλογικά στοιχεία».

«Για παράδειγμα, οι συγγραφείς προτείνουν ότι το νότιο τμήμα του Sputnik Planitia είναι πολύ βαθύ, αλλά πολλά από τα γεωλογικά στοιχεία έχουν ερμηνευτεί ώστε να υποδηλώνουν ότι ο νότος είναι λιγότερο βαθύς από τον βορρά», είπε ο Σίνγκερ.

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η νέα θεωρία σχετικά με τον πυρήνα του Πλούτωνα θα μπορούσε να ρίξει περισσότερο φως στο πώς σχηματίστηκε ο μυστηριώδης πλανήτης νάνος. Η προέλευση του Πλούτωνα παρέμεινε μυστήριο αφού βρίσκεται στην άκρη του ηλιακού συστήματος και έχει μελετηθεί μόνο στενά από την αποστολή New Horizons.

«Ο Πλούτωνας είναι μια τεράστια χώρα των θαυμάτων με μοναδική και συναρπαστική γεωλογία, επομένως πιο δημιουργικές υποθέσεις που εξηγούν ότι η γεωλογία είναι πάντα χρήσιμη», είπε ο Σίνγκερ. «Αυτό που θα βοηθούσε στη διάκριση μεταξύ των διαφορετικών υποθέσεων είναι να έχουμε περισσότερες πληροφορίες για το τι βρίσκεται κάτω από την επιφάνεια του Πλούτωνα. Μπορούμε να το πετύχουμε μόνο στέλνοντας ένα διαστημόπλοιο στην τροχιά του Πλούτωνα, ίσως χρησιμοποιώντας ένα ραντάρ που μπορεί να κοιτάξει μέσα από τον πάγο».