Жидкий азот может подниматься к поверхности Плутона через трещины в районе северной окраины ледника Спутник-Планития. К такому выводу пришли специалисты Southwest Research Institute (SwRI), изучив данные космического аппарата NASA New Horizons. Спутник-Планития представляет собой огромный ледник в форме сердца, заметно выделяющийся на поверхности карликовой планеты.
Исследование стало первым свидетельством того, что жидкость могла перемещаться по Плутону сравнительно недавно. Руководителем работы выступил заместитель директора SwRI и главный исследователь миссии New Horizons Алан Стерн. «Плутон никогда не перестает нас удивлять, и этот новый результат, безусловно, делает это. Помимо предположения о том, что жидкости недавно проявлялись на поверхности Плутона, он также указывает на новый тип изменяющегося со временем объекта на Плутоне», — сказал Стерн.
Спутник-Планития в основном состоит из замерзшего азота и по площади превосходит Техас и Оклахому вместе взятые. На снимках, полученных New Horizons в 2015 и 2016 годах, в северной части ледника видны ячейки конвекции размером с город, разделенные тонкими темными линиями и более широкими размытыми пятнами. По данным ScienceDaily, повторный анализ этих участков показал, что они могли временно намокать.
Дождь из жидкого азота на Плутоне невозможен из-за низкой температуры и особенностей атмосферы карликовой планеты. Однако темные узоры на северной части Спутника-Планитии напоминают следы на земных ледниках, которые появляются после воздействия дождевой воды или жидкости, выходящей из-под льда. Для проверки этой аналогии ученые сопоставили снимки New Horizons с изображениями ледяных районов Земли, включая ледниковый щит Гренландии, полученными спутником NASA Landsat 9.
В Гренландии узкие темные полосы возникают там, где жидкая вода находится на поверхности снега и льда. Исследователи предположили, что похожие образования на Плутоне могут появляться из-за подъема азота из-под поверхности и его растекания по замерзшему азотному покрову. Поверхность Спутника-Планитии, согласно моделированию ее перемешивания, сформировалась менее миллиона лет назад, поэтому обнаруженные признаки должны быть моложе этого срока, отметила соавтор работы, главный научный сотрудник SwRI Келси Сингер.
Компьютерные расчеты, выполненные старшим научным сотрудником Института SETI Орканом Умурханом, показывают возможный механизм процесса. На дне ледника, толщина которого достигает нескольких километров, азотный лед способен плавиться, а образовавшаяся жидкость — подниматься по узким каналам под действием плавучести или давления. Достигнув поверхности, азот может некоторое время сохранять жидкое состояние, стекать вниз по леднику и увлажнять окружающий лед, формируя темные отметины; результаты опубликованы в рецензируемом журнале Planetary Science Journal.
Ранее ученые, в том числе группа под руководством Стерна, допускали, что в далеком прошлом по Плутону текли жидкости. Новая работа указывает на возможность существования жидкого азота под Спутником-Планитией сейчас или в недавний период. Явных свидетельств такого базального течения в других районах Плутона пока не обнаружено, однако более половины поверхности карликовой планеты еще не изучено с высоким разрешением. Похожий механизм может иметь отношение к активности на Тритоне, крупнейшем спутнике Нептуна, где аппарат Voyager 2 наблюдал извержения гейзеров, а для проверки этой гипотезы потребуются новые детальные наблюдения Плутона и других объектов пояса Койпера.