Космический аппарат «Новые горизонты» покинул Землю 19 января 2006 года и со скоростью 58 000 километров в час отправился к дальним уголкам нашей Солнечной системы. В феврале 2007 года «Новые горизонты» получил небольшой заряд орбитальной энергии Юпитера, которая разогнала его до 84 000 километров в час. После этого, преодолев почти 5 миллиардов километров и потратив 9,5 лет, зонд 14 июля 2015 встретился с Плутоном. Сейчас «Новые горизонты» находится в 35 астрономических единицах от Земли и направляется в сторону пояса Койпера. За это время он узнал очень много о Плутоне и его спутниках. Сегодня поговорим о самом интересном.
Содержание
- 1 Хвост Плутона
- 2 Неожиданная гладкость поверхности
- 3 Паук Плутона
- 4 Часть атмосферы Плутона мигрирует к Харону
- 5 Неизвестный источник азота Плутона
- 6 Сердце Плутона
- 7 Ямы Плутона
- 8 Метановый снег
- 9 Чешуя Плутона
- 10 Гуляющие холмы Плутона
Хвост Плутона
На борту космического аппарата «Новые горизонты» размером с пианино находятся семь научных инструментов, включая тот, который позволяет наблюдать за взаимодействием Плутона и солнечного ветра, дующего со скоростью 1,6 миллиона километров в час.
Благодаря этому инструменту (называется SWAP, или Solar Wind Around Pluto) зонд в очередной раз подтвердил гипотезу о том, что Плутон как никакая другая планета Солнечной системы обладает уникальными особенностями, связанными с воздействием на него солнечного ветра. В то время как маленькие кометы и другие объекты малого размера просто рассекают потоки солнечного ветра, а другие планеты в буквальном смысле просто в него ударяются, Плутон показывает оба поведения, что делает его похожим на комету, нежели на планету (хоть и карликовую). Его характер взаимодействия с солнечным ветром похож на сценарий, характерный для комет, согласно которому при таком взаимодействии происходит формирование обширной области, где происходит постепенное замедление солнечного ветра — так называемая «плутопауза».
Помимо этого, инструмент SWAP определил, что карликовая планета, из-за такого особого характера взаимодействия с потоками солнечного ветра, обзавелась ионным хвостом, который растягивается на 77 000—110 000 за Плутоном. Основную массу хвоста представляют собой молекулярные ионы метана, а также другие частицы, покинувшие атмосферу планеты.
Неожиданная гладкость поверхности
Пролетев Плутон и взглянув на него последний раз, аппарат «Новые горизонты» сделал снимки его поверхности, покрытой разного рода ударными кратерами. Однако среди фотографий была и та, на которой ученые отметили неожиданную гладкость поверхности.
Находясь на расстоянии 6 миллиардов километров от Солнца, Плутон должен выглядеть полностью мертвым, как Меркурий или Луна. Его поверхность должна быть полностью покрыта различными кратерами и трещинами. Но вместо этого его замороженная равнина Спутник отполирована практически до зеркального блеска. Астрономы предполагают, что этот регион претерпевает постоянно продолжающуюся геологическую активность, источником энергии которой является что-то, что находится под поверхностью карлика.
Паук Плутона
Одна из областей поверхности карликовой планеты покрыта трещинами, которые в целом напоминают форму шестилапого паука. Такая особенность ранее более нигде в Солнечной системе не отмечалась учеными. Самые маленькие «лапы» имеют протяженность около 100 километров, однако самая крупная, названная Sleipnir Fossa, протянулась на более чем 580 километров.
В отличие от других трещин на Плутоне, которые представляют собой по большей части параллельные линии, «паучьи трещины» выглядят совсем иначе. Они как бы собираются в одной центральной точке, которая напоминает вид треснувшего ореха. Что еще более странно, в глубине трещины отдают красноватым оттенком.
Нечто отдаленно похожее ученые видели на Меркурии и Венере. Исследователи считают, что эти трещины являются результатом попытки какого-то подземного материала вырываться на поверхность.
Часть атмосферы Плутона мигрирует к Харону
Отношения между Плутоном и его спутником Хароном уникальны. Обладая диаметром всего в 2370 километров, Плутон даже в половину не больше своего соседа, чей диаметр составляет около 1200 километров. Помимо этого, спутник находится очень близко к планете, на расстоянии порядка всего 200 километров.
Дистанция достаточно близкая, чтобы можно было играть атмосферой в своеобразный межпланетарный фрисби. Следует отметить, что ученые предсказали это еще в 1980-х годах. И такое поведение свойственно всем бинарным парам из планет и их спутников, а также планет и их звезд.
Спустя 40 лет у ученых наконец-то появились доказательства того, что Харон очень часто «отщипывает» азотную атмосферу Плутона. Большая часть атмосферного состава, которая притягивается Хароном, просто улетает в космос, однако не вся. Полярная температура поверхности варьируется от 60 градусов Кельвина (-213 градусов Цельсия) до 15 градусов Кельвина (-258 градусов Цельсия), поэтому притягиваемый газ успевает замерзать и застывать над спутником.
Неизвестный источник азота Плутона
Солнечный свет смешивает метан и азот атмосферы Плутона в более сложные углеводороды, которые впоследствии скапливаются в субмикрометровые соединения. Все вместе это наделяет Плутон его слегка голубоватым отблеском.
Но так как карликовая планета слишком маленькая, она неспособна удерживать плотную атмосферу и поэтому теряет ее с интенсивностью несколько сотен тонн в час. Пока остается неясным, каким образом Плутон до сих пор не растерял всю свою атмосферу. Возможно, этот процесс замедлялся в давнем прошлом и совсем недавно опять ускорился. Ответа на это пока нет. Но откуда Плутон берет весь этот запас азота?
Вероятнее всего, азот хранится на Плутоне внутри его промерзшего нутра и в зависимости от сезона вырывается на поверхность. Помимо этого, источником (но не основным) азота могут являться кометы, которые в далеком прошлом интенсивно бомбардировали поверхность карликовой планеты.
Сердце Плутона
С приближением «Новых горизонтов» к Плутону становилось все яснее, что карликовая планета обладает весьма интересной геологической особенностью. На ее поверхности находится регион, прозванный областью Томбо (в честь человека, его открывшего) и напоминающий форму гигантского сердца.
Этот регион на удивление практически не содержит ударных кратеров. Астрономы считают эту местность относительно молодой и говорят о том, что регион был геологически активен в течение последних 100 миллионов лет.
Находящаяся здесь равнина Спутника вообще является одним целым сборищем планетарных странностей. Одни области здесь структурой напоминают треснувшее илистое дно, как у нас на Земле. Другие, напротив, очень нехарактерно холмистые. Равнины рассекают оставшиеся на поверхности более затемненные линии, которые намекают на то, что время от времени здесь гуляет ветер.
Ямы Плутона
На поверхности Плутона настолько холодно, что материя здесь нередко пропускает свои стадии перехода. Например, под воздействием Солнца вместо таяния метановый лед здесь сублимируется переходя сразу из твердого состояния в газообразное.
Такая особенность создает на поверхности Плутона отверстия, похожие на ямы. Со стороны это выглядит так, как будто карликовую планету покусали. Особенно заметно это в западном полушарии, богатом своими пустошами, которые плавно перетекают в скалистую местность. Высокогорье здесь покрывает метановый лед, который спускается к низменности, покрытой водным льдом.
В области Томбо тоже имеются канавки, оставшиеся относительно нетронутыми ударными кратерами и свидетельствующие о недавней геологической активности, весьма вероятно, комбинации движения льдов и испарения. Со стороны они выглядят маленькими, но на самом деле это обычная оптическая иллюзия.
Метановый снег
Как уже указывалось выше, Плутон богат не только равнинами, но и горами, покрытыми снегом и льдом. Одна из самых больших гор носит неофициально название Cthulhu Regio и простирается почти на 3000 километров. Она фактически опоясывает поверхность карликовой планеты, достигая почти половины размера ее экватора.
Сверху гора выглядит как набор из ям, кратеров, ущелий и темных областей. Ранее она казалась полностью неактивной до тех пор, как «Новые горизонты» не предоставил нам новые снимки ее снежных метановых шапок.
Метановый снег здесь очень заметно выделяется на фоне более темных и отдающих красным цветом низменностей (на фото выше, которое было сделано с расстояния 34 000 километров). Астрономы считают, что снег формируется здесь по аналогичному принципу, который происходит на Земле.
Чешуя Плутона
В восточной части области Томбо находится горная гряда Тартар, знаменитая своими формами и структурой, издалека напоминающей змеиную кожу. Единственное, что известно об этой местности, так это то, что ее «чешуйки» находятся друг от друга на расстоянии нескольких километров и различаются высотой в несколько сотен километров. Во всем остальном для ученых увиденное здесь остается загадкой. Выдвигаются предположения, что эти «чешуйки» являются отложениями метанового льда или поверхностными «шрамами», оставшимися после извержения испаряющихся субстанций.
По мнению ученых, они очень прочные и их основой служат клатраты (порода, состоящая из молекул двух веществ, вкрапленных в кристаллическую решётку друг друга), формирующиеся при очень низких температурах.
На Земле клатраты обычно формируются глубоко в океане, однако они очень хрупкие и легко поддаются разрушению. На ледяной же поверхности Плутона они создают очень жесткую оболочку вокруг замерзшего метана.
Гуляющие холмы Плутона
Холмы Плутона просто удивительны. Они совсем не такие, как здесь, на Земле, и время от времени «мигрируют» по всей поверхности области Томбо. Словно айсберги, они дрейфуют по замершим азотистым ледяным равнинам Плутона.
Так как азотный лед менее плотный, чем вода, он представляется идеальной основой для скольжения этих холмов. Вероятнее всего, источником их движения являются конвективные силы, находящиеся внутри Плутона. По своей сути они являются ледниками длиной около 20 километров, которые со временем соединяются и образуют большие холмистые зоны, самая большая из которых называется Challenger Colles (названа в честь экипажа челнока «Челленджер»).
Тем не менее все эти холмы являются лишь уменьшенной копией гигантских ледяных гор Плутона. Состоящие из замершего азота, метана и углекислого газа, они достигают высоты до 3500 километров, прорезая нижние слои атмосферы. Их возраст по меньшей мере составляет одну сотню миллионов лет, что позволяет рассматривать их как одни из самых молодых новообразований в Солнечной системе, которые к тому же продолжают свой рост.
