Sputnik Planitia, zachodnia część legendarnego “serca” Plutona, to rozległy lodowiec złożony głównie z zamrożonego azotu. Jego powierzchnia jest ogromna – rozmiarami przewyższa połączone stany Teksas i Oklahoma. Zdjęcia wykonane przez sondę New Horizons w latach 2015 i 2016 ujawniły na jego północnych krańcach komórki konwekcyjne wielkości miast, oddzielone wąskimi, ciemnymi liniami i większymi plamami ciemniejszego materiału.
Początkowo te ciemne ślady stanowiły zagadkę. Warunki panujące w atmosferze Plutona i na jego powierzchni całkowicie wykluczają deszcz ciekłego azotu. Jednakże, jak zauważają naukowcy pod kierownictwem dr. Alana Sterna, głównego badacza misji New Horizons w Southwest Research Institute (SwRI), owe wzory zaskakująco przypominają cechy ziemskich lodowców, które zostały zwilżone – czy to przez deszcz, czy przez płyn wypływający spod powierzchni.
Ziemskie analogie i młode oblicze Plutona
Aby zbadać to uderzające podobieństwo, zespół SwRI porównał obserwacje z New Horizons z obrazami lodowych środowisk na Ziemi, np. pokrywy lodowej Grenlandii, wykonanymi przez satelitę NASA Landsat 9. Na naszej planecie wąskie, ciemne struktury pojawiają się tam, gdzie ciekła woda dociera do śniegu i lodu. Odpowiednie struktury na Sputnik Planitia wyglądają zdumiewająco podobnie. To niezwykłe podobieństwo silnie wspiera hipotezę, że azot przemieszcza się w górę spod lodowca i tymczasowo zwilża jego zamarzniętą powierzchnię.
Dr Kelsi Singer, główny naukowiec w SwRI i współautorka badania, podkreśla młody wiek powierzchni Sputnik Planitia. „Powierzchnia Sputnik Planitia jest dość młoda, prawdopodobnie mniej niż milion lat, opierając się na modelowaniu jej przebudowy. Zatem te cechy, które obserwujemy, musiały powstać później. Pluton ma wiele unikalnych terenów, niewidzianych nigdzie indziej w Układzie Słonecznym, a ten obszar Sputnik Planitia jest jednym z nich” – wyjaśnia.
Modele ujawniają możliwy mechanizm
Wcześniejsze badania, w tym te prowadzone również przez dr. Sterna, wskazywały na dawne epizody przepływu cieczy na Plutonie. Jednak nowa analiza, której wyniki opublikowano w recenzowanym czasopiśmie The Planetary Science Journal, sugeruje, że ciekły azot może istnieć pod Sputnik Planitia obecnie lub był tam obecny na tyle niedawno, by pozostawić świeże cechy powierzchniowe.
Symulacje komputerowe, prowadzone przez dr. Orkane Umurhana, starszego badacza z SETI Institute, dostarczają możliwego mechanizmu tego zjawiska. Modele pokazują, że lód azotowy głęboko pod Sputnik Planitia, którego grubość wynosi kilka kilometrów, może topić się u podstawy lodowca, produkując ciekły azot.
Symulacje wskazują również, że siła wyporu lub ciśnienie od dołu mogłyby wypychać ten płyn w górę przez wąskie kanały, przypominające rury lawowe lub gejzery. Po dotarciu na powierzchnię azot może pozostać w stanie ciekłym wystarczająco długo, aby spłynąć po lodowcu, zwilżając lód i tworząc ciemne ślady zaobserwowane przez New Horizons.
Pluton wciąż pełen niespodzianek
Obecnie żadna inna część Plutona nie wykazuje podobnych dowodów na wypływ cieczy spod lodowca, ale warto pamiętać, że ponad połowa tej karłowatej planety nie została jeszcze zmapowana w wysokiej rozdzielczości. Pozostawia to otwartą możliwość, że podobne cechy istnieją gdzie indziej, ale nie zostały jeszcze wyraźnie dostrzeżone.
Ten sam proces topnienia i wznoszenia się cieczy może potencjalnie pomóc wyjaśnić aktywność w innych częściach Układu Słonecznego, w tym gejzery zaobserwowane przez sondę Voyager 2 na księżycu Neptuna – Trytonie. Wyższa rozdzielczość mapowania Plutona i innych światów w Pasie Kuipera będzie niezbędna do ustalenia, czy podobne procesy zachodzą poza Sputnik Planitia. Niezależnie od przyszłych odkryć, jedno jest pewne: Pluton wciąż potrafi nas zaskoczyć!
