Pluton godinu dana od bližeg poznanstva. Novi divni svijet

Prije gotovo godinu dana, 14. srpnja 2015., sonda New Horizons, kako je planirano, dosegnula je minimalnu udaljenost od oko 13. km do Plutona (1). Zatim je, koristeći svoju opremu na brodu, napravila niz fotografija i analiza. Kad smo vidjeli prve fotografije, odmah smo se zaljubili u ovaj patuljasti planet. Sljedećih mjeseci postajalo je sve zanimljivije. I još nije gotovo...

2. Planine i ravnice na Plutonu (Plutonova površina u najbližoj aproksimaciji 🙂

Tijekom ovog bliskog sastanka, sonda je prikupila oko 50 gigabita podataka. Nakon što je završio svoj prolazak kroz sustav Plutona, postavio je svoje antene na Zemlji i počeo odašiljati. Nakon niza uzastopnih fotografija površine, možete puno reći o Plutonu, ali svakako ne da ima dosadan, ujednačen krajolik (2). Kako je komentirao Alan Stern, suvoditelj programa istraživanja podataka sonde na Southwestern Research Institute u Boulderu, Colorado, nijedno poznato tijelo u Sunčevom sustavu nema toliko formacija kao Pluton.

Imamo ga razbacanog po površini kratera i planinskih lanaca Stop velika ledena polja, koji se sastoji od vodenog i dušikovog leda. Formacije, koje podsjećaju na one poznate iz naših pustinja, zadivljuju maštu. dine. Njihova se prisutnost čini neobičnom, budući da je Plutonova atmosfera vrlo tanka i vjetrovi ne mogu izvršiti dovoljan pritisak na značajke krajolika. Ispostavilo se i da Pluton je malo veći nego što smo mislili do sada. Prema fotografijama iz New Horizonsa, njegov promjer je 2370 km, što je oko 2 km više od očekivanog. Možda se ne čini puno, ali sa znanstvenog stajališta razlika je ogromna.

Veći promjer prvenstveno znači manju gustoću objekta i drugačiju strukturu. NASA kaže da ispod površine Plutona ima više leda i manje kamenja nego što se očekivalo.

Prekrasne slike Plutona snimljene su kamerama - (LORRI), koja snima crno-bijele fotografije, i Ralph Multispectral Visible Imaging Camera (MVIC), koja snima crno-bijele i fotografije u boji. Također, imajte na umu da New Horizons također provodi različite testove koristeći ugrađenu opremu.

I sa sobom ima dosta opreme, o čemu pišemo u okviru priloženom našem izvještaju.

Dušične glacijacije

Prva fotografija poslana na Zemlju pokazala je veliko područje u obliku srca koje je od tada postalo, na neki način, Plutonova posjetnica. “Vidjeli smo bogat svijet s raznolikom i aktivnom geologijom, egzotičnom površinskom kemijom, složenom atmosferom, tajanstvenim interakcijama sa Suncem i intrigantnim sustavom malih mjeseca”, rekao je Alan Stern na jednoj od konferencija.

"Vidimo značajne razlike u distribuciji hlapljivog leda na Plutonu, što ukazuje na fascinantan ciklus isparavanja i kondenzacije", ponovio je Will Grundy iz Opservatorija Lowell u Arizoni, glavni autor znanstvenog članka iz ožujka 2016. “Ovi ciklusi su puno bogatiji nego na Zemlji, rebo nema samo jednu tvar koja se kondenzira i isparava – poput vode. Oni međusobno djeluju na takav način da još nismo u mogućnosti u potpunosti razumjeti i procijeniti učinke u cijelosti.”

Svemirska letjelica New Horizons pratila je nekoliko objekata na površini Plutona koji dokazuju da je tekuća materija postojala prije milijune godina - ili čak prije više milijardi godina (kada je tlak u atmosferi bio mnogo veći nego sada, a klima na površini mnogo topliji) sposoban za plivanje. na površini Plutona je daleki globus.

3. Trag jezera dušika na Plutonu

Predmet (3) prikazan na fotografijama iz sonde izgleda kao zaleđeno jezero, nekada tekuće dušik, koji se nalazi u planinskom lancu sjeverno od područja neformalno poznatog kao Satelit Planum. Na najširem mjestu jezero se proteže na 30 km. “Osim toga, vidimo fragmente kanala kroz koje su u prošlosti mogle teći tekuće tvari”, objašnjava Stern.

Znanstvenici su to otkrili Atmosfera ovog patuljastog planeta sastoji se od mnogo slojeva magle, hladnije i gušće nego što se prije mislilo. "Pare koje lebde nisko nad površinom Plutona signal su nam da se tamo vrijeme mijenja u ciklusu dan-noć, baš kao na Zemlji", rekao je Will Grundy dva mjeseca nakon prošlogodišnjeg susreta s Willovim planetom. Grandi. Uz ostale nedavno snimljene fotografije, ovo bi također mogao biti jedan od dokaza za kruženje vode – baš kao i na našem planetu. Međutim, tamo u Atmosferom ne kruži voda, nego dušik.

“Nismo očekivali otkriće ciklusa leda dušika u uvjetima smrzavanja na rubu Sunčevog sustava. Potaknut preostalim sunčevim zrakama, izravno je usporediv s hidrološkim ciklusom na Zemlji, kada voda isparava iz oceana, pada kao snijeg na glečere i vraća se na njih”, dodao je Alan Howard, član geološkog tima New Horizons na jednom od mnoge konferencije.

4. Planine na Plutonu na pozadini zalazećeg Sunca.

Metan je poput vode

Planinski lanac (4), prikazan na jednoj od najnovijih fotografija, uzdiže se s udaljenosti od 77 tisuća km od površine Plutona ostrymi klifami do 3,5 km iznad okolnih ravnica. Znanstvenici sumnjaju da se ova brda temelje na vodenom ledu jer je led od metana, dušika i ugljičnog monoksida previše mekan da bi mogao podržati tako velike planine. Osim toga, radi se o relativno mladoj geološkoj formaciji – procjenjuje se da nije stara više od 100 milijuna godina, što ga čini jednim od najmlađih planinskih lanaca u Sunčevom sustavu.

Lanac egzotičnih planina prekrivenih snijegom proteže se kroz mračne regije Plutona, neslužbeno poznate Ktulhu Regal. Proteže se po sredini ekvatora, počevši na zapadu s velikim ravnicama dušikovog leda (Sputnik Planum). S duljinom od 3 tisuće km i širinom od 750 km, Cthulhu je nešto veći od Aljaske.

Po izgledu, Cthulhu se razlikuje od ostalih u tamnoj boji. Znanstvenici vjeruju da je boja uzrokovana slojem tamnih spojeva poznatih kao tolinii. Nastaju kada metan, sublimirajući, diže se na visinu od oko 100 km. Zbog interakcije UV zraka Sunca sintetiziraju se molekule metana s tvorbom etilen Oraz acetilen. Te se molekule dalje spajaju u teže ugljikovodike zvane tolini. Zatim padaju na površinu planeta, stvarajući karakteristiku crvenkasta područja. Tolini su nam već poznati s Titana, Saturnovog mjeseca, koji bi, kako se pretpostavlja, čak mogao biti gorivo za jednostavne mikrobe. Geologija regije Cthulhu vrlo je raznolika - od planinske do ravne, gusto prekrivene kraterima i pukotinama. Greben se nalazi između kratera, a njegovi vrhovi su odvojeni samo uskim dolinama. Padine najviših vrhova prekrivene su materijalom svijetle boje koji je u oštrom kontrastu s tamnocrvenom bojom okolnih ravnica. Znanstvenici vjeruju da se ovaj svijetli materijal sastoji uglavnom od metana, koji se skrutio u led na vrhovima. "Činjenica da ovaj materijal prekriva samo vrhove vrhova sugerira da bi se metan led mogao ponašati poput vode u Zemljinoj atmosferi, kondenzirajući se kao mraz na velikim visinama", rekao je John Stansberry, član znanstvenog tima New Horizons pri Space Telescope Science. Institut. To su prenijeli mediji u Baltimoreu, Maryland. Kemijski podaci prikupljeni kamerom MVIC pokazuju da položaj svijetlog leda na planinskim vrhovima gotovo točno odgovara distribuciji metanskog leda prikazanoj na ljubičastim slikama (5).

5. Metan ledena ploča u planinama Plutona.

Svijetle ravnice širine 1 kmXNUMX. km pod nazivom Sputnik Planum prekriveni su ledom od dušika i ugljičnog dioksida. Na njihovoj površini praktički nema kratera, što sugerira da se geološka aktivnost nastavlja do danas. Odmah uz ravnice nalaze se kraterirana područja koja su svjedočila udarima koje je Pluton iskusio tijekom milijuna i milijardi godina. Rubovi i brežuljci na ovim područjima potpuno su prekriveni ledom i mrazom.

6. Fotografija kriovulkana Wright Mons u boji

"Jedna od najzanimljivijih značajki su dva visoka humka s vrtačama u središtu koje izgledaju kao vulkani", kaže Ross Beyer, viši stručni saradnik na Institutu SETI. "Wright Mons visina mu je veća od 3 km, a promjer u podnožju veći od 200 km (6). To bi mogli biti kriovulkani, ali tek trebamo saznati.”

Zmija pliva u vodi

Tijekom zime iz New Horizonsa stiglo je više fotografija, čime je Plutonova priča ponovno poznata u medijima i na internetu. Jer tu su bile slike iznenađujuće i misteriozno u isto vrijeme. Otkrivaju mnoge dosad nevidljive topografske detalje. Jedna od danas vrlo poznatih fotografija prikazuje opsežne pukotine i neobične linearne rubove, nazvane "zmijska koža" (7).

"Ovo je neviđen i nevjerojatan krajolik, koji se proteže stotinama kilometara", rekao je na konferenciji William McKinnon, koji je prešao iz tima misije New Horizons. “Na fotografiji više izgleda kao kora drveta ili zmajeva ljuska nego tipična geološka obilježja. Trebat će dugo da se objasni kako ovo područje izgleda. Tko zna, možda je to kombinacija unutarnjih tektonskih sila i sublimacije leda."

NASA-ini stručnjaci proučavali su podatke dobivene pomoću spektrometra LEISA (Linear Etalon Imaging Spectral Array) koji omogućuje otkrivanje vode i leda, procjenu njihove dubine i debljine. Ispostavilo se da se ispod sloja metana, dušika i amonijačnog leda nalazi ogromna količina vodenog leda, tvoreći kip Plutona.

7. Zmijska koža na površini Plutona

14. srpnja 2015. instrument LEISA izveo je dva skeniranja s udaljenosti od oko 108 metara. km od površine. Podaci su doveli do zaključka da Plutonova površina prekrivena je ledenom vodom u mnogo većoj mjeri nego što se mislilo. Gotovo sva područja, osim stupova, kao i Tombo regije ("Srce" patuljastog planeta ime je dobilo po astronomu Clydeu Tombaughu, koji je otkrio Pluton 1930.) i Lowellprekriven debelim slojem smrznute vode. Karta koju je dostavila LEISA pokazuje da se ledena voda nalazi na polovici Plutonove hemisfere pokraj koje je prošla sonda New Horizons - ta su područja na površini označena plavom bojom (8).

8. Pojava vode i vodenog leda na Plutonu

Međutim, karta pokazuje vrlo malo vodenog leda na području visoravni Sputnjik. Lowell Reggio. To ukazuje da je, barem u ovim regijama, Plutonova ledena stijena dobro skrivena pod debelim slojem drugog leda kao što su metan, dušik i ugljični monoksid.

Vodeni led ima manju gustoću od dušika. Znanstvenici vjeruju da tamošnje sante leda plutaju u oceanu ledenog dušika, baš kao i dobro poznate sante leda na Arktiku. Komadići ledenih brežuljaka, koji se odvajaju, teku u skladu s kretanjem ledenjaka, stvarajući izvorne lance i lokalne akumulacije. Potonji nastaju zbog kretanja drugih ledenjaka, zbog kretanja ledenog dušika, koji na jedno mjesto "tjeraju" goleme komade vodenog leda, kao što se krhotine ili druge vrste plutajućih objekata često nakupljaju na jednom mjestu na kopnenim vodama. . Uočeno je veliko nakupljanje komada vodenog leda (60 × 35 km) na imenovanom mjestu Pretendent Kolles (Challenger - u spomen na tragično stradalu posadu trajekta Challenger) (9).

Geološki mozaik

Znanstvenici iz tima New Horizons misije nedavno su stvorili geološka kartašto omogućuje razumijevanje raznolikost reljefa i povijest evolucije površine Plutona (deset). Uključuje ulomak površine na visini od 10 km, s prostranim ravnicama dušikovog leda Sputnik Planum i susjednim područjima. Karta ima boje koje odgovaraju različitim geološkim oblicima. Svaki tip terena definiran je svojom teksturom i morfologijom, kao što su glatki, ispucali ili brdoviti. Točnost određivanja ovog fragmenta izravno ovisi o razlučivosti fotografija zadanog područja. Cijelo područje prikazano na ovoj karti sondom je vizualiziralo u mjerilu od 2070 m po pikselu ili boljem, pa su znanstvenici mogli relativno precizno odrediti pojedine elemente. Karta se temelji na dvanaest fotografija snimljenih instrumentom LORRI.

10. Karta Plutonove geologije

Plave i zelenkaste mrlje koje ispunjavaju središte karte predstavljaju različite oblike reljefa koji se vide na Sputnik Planumu, od područja s pločicama u središtu i na sjeveru do glatkih ravnica na jugu. Crne linije označavaju pukotine koje su vidljive između staničnih regija u dušikovom ledu. Ljubičasta označava kaotične planinske lance na zapadnim granicama Sputnik Planuma, dok ružičasta označava raštrkana plutajuća brda na istočnom rubu. Vjerojatni kriovulkan Wright Mons označen je crvenom bojom u južnom kutu karte. Nazubljeno, neravno gorje regije Cthulhu prikazano je tamno smeđom bojom duž zapadnog ruba, sa žutim mrljama u području koje označavaju velike udarne kratere.

Proučavajući međudjelovanje granica između pojedinačnih fragmenata, znanstvenici New Horizonsa mogu pokušati odrediti koji se slojevi preklapaju koji, omogućujući im da stvore vremensku liniju za formiranje pojedinačnih fragmenata. Na primjer, žuti krateri (na lijevoj strani, na zapadnom rubu karte) trebali su nastati nakon formiranja okolnog terena.

11. Plavi sjaj oko Plutona

"Živi svijet" obavijen plavetnilom

Atmosfera oko Plutona svijetli u prekrasnoj plavoj aureoli (11). Isti fenomen se opaža s površine ovog planeta. Tako barem kažu znanstvenici NASA-e, koji su objavili novu fotografiju koju je poslala sonda New Horizons i naglasili da će boje koje se na njoj vide na određenim pozicijama biti vidljive osobi.

Gornja razgradnja metana dovodi do stvaranja složenijih plinovitih ugljikovodika kao što su etilen i acetilen. Ti ugljikovodici tonu u nižu, hladniju atmosferu plutonija, gdje se kondenziraju i zatim smrzavaju u vrlo fine čestice leda, slične dijamantnoj prašini. Ultraljubičasto zračenje pretvara ga u specifičnu tolinsku maglu. Plavkasta nijansa izmaglice iznad Plutona rezultat je loma sunčeve svjetlosti samo česticama tolina ili dušika.

Drugi nalaz su "mrlje" vodenog leda koje se na nekim mjestima izdižu na površinu, iako su obično prekrivene ledom dušika ili metana. Imaju jarko crvenu nijansu koju znanstvenici još ne mogu objasniti, pa se javlja sve više misterija. Jedan od znanstvenika iz tima New Horizonsa još je više zagrijao znanstvenu atmosferu. Tijekom predavanja na Sveučilištu Alberta u Kanadi rekao je za Pluton: "Ovaj svijet je živ." Mislio je na vremenske, atmosferske i geološke promjene, ali je intrigantno dodao: "NASA mi neće dopustiti da kažem ono što želim reći...". Posljednji prijedlog izazvao je val nagađanja na tu temu. mogući oblici života na Plutonu.

Znanstvenici misije otkrili su da slojevi magle u Plutonovoj dušičnoj atmosferi variraju u svjetlini ovisno o osvjetljenju i točki gledanja. Najbolje se vide na fotografijama koje je napravila letjelica New Horizons nakon što je proletjela pokraj Plutona dok se udaljavala od njega. Zatim je fotografirala atmosferu osvijetljenu sunčevim zračenjem. Na fotografijama koje je snimila kamera LORRI nekoliko puta, u razmaku do 5 sati, zabilježila je magle koje lebde nad određenim geografskim područjem. Svjetlina slojeva varirala je za 30%, iako je visina slojeva iznad površine ostala ista.

Proljeće 2016., uklj. New Scientist je sugerirao da bi neke od ovih struktura koje se vide u Plutonovoj maglovitoj atmosferi mogli biti oblaci. O tome svjedoči fotografija priložena e-mailu znanstvenika s Southwestern Research Instituta Johna Spencera, na kojoj je primijetio posebno svijetla područja atmosfere. “Prva fotografija prikazuje iznimno svijetao luk nisko iznad jugoistočne visoravni Sputnjik i slab oblak na površini obasjanoj suncem. Krun Makula“, napisao je u mailu (12).

12. Oblaci na Plutonu? Tko zna…

Za razliku od oblaka na Zemlji, oblaci na Plutonu neće biti sastavljeni od vode - najvjerojatnije će ih tvoriti čestice leda dušika, metanskog leda i drugih sličnih spojeva. Oblaci se razlikuju od magle po tome što su, za razliku od vrlo nejasnih i opsežnih slojeva plutajućih čestica, koncentriraniji, ograničene veličine i puno kraćeg trajanja. Ako se informacija potvrdi, to će značiti da su oblaci prvi put otkriveni na Plutonu.

Mjeseci su također nevjerojatni

Od srpnja 2015. sreli smo ne samo Pluton. Pogledali smo i neke njegove svemirske tvrtke. Ubrzo nakon preleta, NASA je objavila detaljne slike najvećeg Plutonovog mjeseca, Charona (13). Ovaj mjesec neobičan je po tome što je relativno velik u usporedbi s veličinom tijela oko kojeg kruži. Promjer mu je 1214 km, ili otprilike polovica promjera Plutona. Oba nebeska tijela zapravo jesu dvostruki planet Dva objekta usporedive veličine koja se okreću oko zajedničkog središta mase.

Najveći Plutonov mjesec također je iznenadio razne formacije na površiniNajznačajnije od njih su crvenkaste "pjegice" na Sjevernom polu. Boja ovog područja je zbog prisutnosti gore spomenutih tolina. “Za razliku od Plutona, Haronova površina je prilično stara i jednolična. Veći dio prekriven je vodenim ledom s malom primjesom amonijaka. Charon nije tako geološki aktivan kao Pluton”, rekla je Christina Dalle Ore, znanstvenica SETI-ja, za medije.

Pozornost privlači ogroman kanjon u ekvatorijalnoj zoni, duljine 1800 km - otprilike koliko i poznati Grand Canyon u Sjedinjenim Državama. Prema znanstvenicima, ovo je ostatak puknuća u Haronovoj kori, što zauzvrat signalizira dramatične događaje u geološkoj prošlosti kozmičkog tijela. Točnije, znanstvenici su identificirali dva glavna kanjona - prvi ima dubinu do 7,5 km (Veliki kanjon na najdubljim mjestima ne doseže ni 2 km), a drugi je dubok 1,6 km.

Tektonski krajolik Charona ukazuje na to da se on u prošlosti na neki način protezao. Zbog toga mu je napuknuo vanjski omotač. Charonov vanjski sloj sastoji se uglavnom od vodenog leda. U Mjesečevoj mladosti ovaj je sloj imao relativno visoku temperaturu – toplinu su osiguravali raspadi radioaktivnih elemenata i unutarnja toplina nastanka ovog nebeskog tijela. Znanstvenici vjeruju da je Charon mogao biti dovoljno topao da pretvori vodu duboko ispod površine. Kako se Mjesec hladi, unutarnji ocean se može zamrznuti, povećavajući volumen (kao kada se voda smrzava u boci) i tako podizati vanjske slojeve Mjeseca, što rezultira ogromnim pukotinama koje se danas vide.

Četiri manja mjeseca - Styx, Knicks, Cerberus i Hydra (14) - vjerojatno je nastao istodobno s Charonom, kao rezultat snažnog sudara. Mali izduženi satelit Hydra, dimenzija 45 km x 30 km, reflektira 45% svjetlosti koja pada na njega, tako da bi mogao biti samo golemi komad vodenog leda. "Mislili smo da će mali sateliti nalikovati Charonu", rekao je Mark Showalter, viši suradnik na Institutu SETI, u izjavi za medije. "Suprotno našim očekivanjima, pokazalo se da je njihova površina puno svjetlija i starija od one njihovog starijeg brata."

Istraživači su zapanjeni neobičnim uzorkom rotacije ovih satelita, koji se brzo okreću oko svojih visoko nagnutih osi. “Plutonov gravitacijski utjecaj trebao bi smanjiti brzinu rotacije i promijeniti orijentaciju osi rotacije. Ali nije bilo tako”, napominje Showalter. Tim misije New Horizons sugerira da su sudari s objektima izvan sustava odgovorni za neobičnu rotaciju.

Letimo dalje!

New Horizons dio je NASA-inog programa pod nazivom New Frontiers, kojim upravlja NASA-in centar za svemirske letove. Marshall u Huntsvilleu, Alabama. Sondu New Horizons dizajnirao je, izgradio i upravljao, kao i cijelom misijom, APL (Applied Physics Laboratory) u ime NASA-ine Uprave za znanstvene misije. Southwest Research Institute odgovoran je za znanstvenu misiju i znanstveno planiranje kada letjelica prođe kroz Plutonov sustav.

U izdanju časopisa Science od 18. ožujka 2016. možete pronaći mnoge članke o proučavanju Plutona i njegovih mjeseca. Do sada je letjelica New Horizons na Zemlju poslala otprilike polovicu podataka prikupljenih tijekom prošlogodišnjeg preleta Plutona. Znanstvenici očekuju da još mnogo nevjerojatnih informacija čeka da stignu na Zemlju.

New Horizons krenuli su na ovo dugo putovanje 19. siječnja 2006. i prešli preko 4,8 milijardi kilometara kako bi se približili Plutonu. Ovo je najvažnija, ali ne i posljednja stanica na njegovom putu. Sonda se kreće brzinom od gotovo 14 km/s, pa je umjesto da je uspori (što bi ionako bilo prilično nemoguće) i pokuša orbiti oko patuljastog planeta, odlučeno je da letjelica ide dalje. Već u rujnu prošle godine NASA je naznačila još jedan cilj studije. Ovo će biti objekt poznat kao 2014. MU69, nalazi se u Kuiperovom pojasu. Računajući od Plutona, to je nešto više od milijardu i pol kilometara od sonde.