Таинственное возникновение плутона

Необычный химический состав «сердца» Плутона указывает на то, что эта планета могла возникнуть при слиянии огромного множества комет и других малых небесных тел, заявили астрономы в статье, опубликованной в журнале Icarus.

Фото Плутона, сделанное космическим аппаратом New Horizons© NASA

«Мы разработали новую теорию формирования Плутона, «гигантскую кометную модель». Она опирается на простое наблюдение – его «сердце» содержит в себе ровно столько азотного льда, сколько должно было присутствовать на планете, если бы она была слеплена из миллиарда малых небесных тел, похожих на комету Чурюмова-Герасименко», — заявил Кристофер Глейн (Christopher Glein) из Юго-западного исследовательского института в Сан-Антонио (США).

Когда зонд New Horizons сблизился с Плутоном и его семьей спутников в июне прошлого года, первой и самой необычной чертой его поверхности, которая была открыта учеными, стало знаменитое «сердце» Плутона, равнины Спутника, окрашенного в более светлый тон, чем вся остальная поверхность карликовой планеты.

Дальнейшее изучение данных с автоматической станции показало, что это «сердце» обладает сложной структурой. К примеру, выяснилось, что оно состоит из двух половинок с разным химическим составом, и что в нижней части «сердца» доминируют водяные льды, а его поверхность покрывают более мягкие и текучие льды из замороженного азота и угарного газа. Подобная структура «сердца», а также его необычное положение на экваторе Плутона, заставили ученых гадать, как оно могло сформироваться.

Сегодня, как отмечает Глейн, существует несколько теорий, объясняющих существование этой загадочной структуры тем, что Плутон относительно недавно столкнулся с крупным астероидом, что привело к серии крайне необычных изменений климата, в результате которых большая часть атмосферы планеты превратилась в лед и заполнила эту вмятину.

Глейн и его коллеги выяснили, что это может быть не так, пытаясь оценить общую массу азотного льда на Плутоне и раскрыть историю его попадания на планету, анализируя данные, собранные New Horizons и Розеттой, его европейской «сестрой», изучавшей комету Чурюмова-Герасименко в 2014-2016 годах.

Как показали их расчеты, на Плутоне сегодня присутствует около 420 квадрильонов тонн азота. Это заметно больше «нормы» для той части Солнечной системы, где предположительно он возник, учитывая то, что за все время своего существования планета потеряла в 20 раз больше газа, чем сегодня присутствует в ее атмосфере.

Пытаясь найти ответ на этот вопрос, Глейн и его команда обратили внимание на два интересных факта, объединяющих Плутон и комету Чурюмова-Герасименко – они обладают фактически идентичной плотностью и химическим составом. Это натолкнуло их на мысль, что «стройблоки» Плутона сформировались не на его текущей орбите, а были завезены с окраин Солнечной системы, из облака Оорта, где родились фактически все существующие сегодня кометы.

По их расчетам, для формирования Плутона потребовалось около миллиарда подобных объектов размером с комету Чурюмова-Герасименко, что маловероятно, но возможно, учитывая «плотность населения» в ранней Солнечной системе и то, как на кометы могли влиять мигрирующие планеты-гиганты.

Подобный «кометный» сценарий рождения планеты, как отмечает Глейн, автоматически решает многие странности, связанные с химическим составом Плутона – к примеру, отсутствие в его недрах значительных запасов угарного газа и намеки на то, что в его недрах существует гигантский океан из жидкой или полузамерзшей воды.

Более точный ответ на этот вопрос, по его словам, можно будет получить в том случае, если ученые смогут измерить доли изотопов азота, водорода и количество аргона в атмосфере Плутона. Это станет возможным только в том случае, если НАСА, ЕКА или другие космические агентства отправят еще один зонд к нему в ближайшие годы, заключают авторы статьи.