В июле 2015 года Новые горизонты Миссия вошла в историю, когда она провела первый в истории полет Плутона. В ходе своего полета зонд собирал объемы данных о поверхности Плутона, его составе, атмосфере и системе лун. Он также предоставил захватывающие дух изображения «сердца» Плутона, его замерзших равнин, горных цепей и таинственной «затерянной местности».
Эти странные особенности впервые показали людям, насколько радикально отличается поверхность Плутона от Земли и других планет внутренней Солнечной системы. Но как ни странно, они также продемонстрировали, как этот отдаленный мир также очень похож на Землю. Например, в новом исследовании группа исследователей, работающих над изображениями из Новые горизонты Миссия заметила «дюны» на поверхности Плутона, которые напоминают песчаные дюны здесь, на Земле.
Исследование под названием «Дюны на Плутоне» было недавно опубликовано в журнале Наука, Исследование было проведено Мэттью Телфером, лектором по физической географии в Плимутском университете, при значительном вкладе Эрика Дж. Р. Партели и Яни Радебо - геологов из Кельнского университета и Университета Бригама Янга, соответственно.
К ним присоединились члены из Центра Карла Сагана в Институте SETI, Исследовательского центра Эймса НАСА, Обсерватории Лоуэлла, Юго-Западного научно-исследовательского института (SWRI), Национальной оптической астрономической обсерватории, Массачусетского технологического института (MIT), Джона Хопкинса Университетская лаборатория прикладной физики (JHUAPL) и несколько университетов.
На Земле дюны образуются из продуваемого ветром песка, который создает повторяющиеся гряды в пустыне или вдоль пляжей. Аналогичные закономерности наблюдаются вдоль русел рек и аллювиальных равнин, где со временем отложения воды осаждаются. Во всех случаях дюноподобные образования являются результатом перемещения твердых частиц движущейся средой (то есть воздухом или водой). За пределами Земли такие закономерности наблюдались на Марсе, Титане и даже на комете 67P / Чурюмов-Герасименко.
Однако при просмотре изображений из Новые горизонты Зонд, Телфер и его коллеги отметили аналогичные образования в районе спутника Planitia на Плутоне. Этот регион, который представляет собой западную долю Tombaugh Regio в форме сердца, по сути представляет собой массивный покрытый льдом бассейн. Исследователи уже отметили, что поверхность состоит из неправильных многоугольников, ограниченных впадинами, которые являются признаками конвективных ячеек.
Как сказал доктор Телфер Space Magazine по электронной почте:
«Сначала мы увидели, что некоторые функции выглядели как дюны в течение первых нескольких дней, но со временем, когда появились новые изображения, большинство из них показалось все менее и менее убедительными. Но одна область становилась все более убедительной с каждым проходом. Об этом мы и сообщаем ».
Еще одна интересная особенность - темные потоки длиной несколько километров, все они выровнены в одном направлении. Но не менее интересными были особенности, которые заметил Телфер и его команда, которые выглядели как дюны, которые проходили перпендикулярно полосам ветра. Это указывало на то, что это были поперечные дюны, виды, которые накапливаются из-за продолжительной активности ветра в пустыне.
Чтобы определить, была ли это правдоподобная гипотеза, исследователи построили модели, которые учитывали, какие частицы будут составлять эти дюны. Они пришли к выводу, что метан или азотный лед могут образовывать зерна размером с песок, которые могут переноситься обычными ветрами. Затем они смоделировали физику ветра Плутона, который был бы наиболее сильным, спускаясь по склонам гор, которые граничат с Планом Спутник.
Однако они также определили, что ветры Плутона не будут достаточно сильными, чтобы толкать частицы самостоятельно. Именно здесь сублимация сыграла ключевую роль, когда поверхностный лед переходит из твердой фазы непосредственно в газ при нагревании от солнечного света. Эта сублимация обеспечит восходящую силу, необходимую для подъема частиц, и в этот момент они будут захвачены ветрами Плутона и разнесены вокруг.
Как объяснил д-р Тельфер, этот вывод стал возможен благодаря огромной поддержке, которую получила его команда, большая часть которой была предоставлена группой по тематике геологии, геофизики и визуализации New Horizons:
«После того, как мы провели пространственный анализ, который убедил нас, что эти функции имеют смысл как дюны, у нас появилась прекрасная возможность встретиться с Эриком Партели в Кельне; он показал нам через свое моделирование, что дюны должны формироваться, пока зерна становятся воздухом в первую очередь. Команда НАСА «Новые горизонты» действительно помогла в этом, поскольку они указали, что смешанные азот / метановые льды будут преимущественно выбрасывать метановые ледяные зерна вверх, поскольку льды сублимируются ».
Помимо того, что Плутон, один из самых отдаленных объектов Солнечной системы, имеет несколько общих черт с Землей, это исследование также показало, насколько активна поверхность Плутона. «Это показывает нам, что не только поверхность Плутона влияет на ее атмосферу, но и наоборот», - сказал д-р Тельфер. «У нас действительно динамичная поверхность мира, так далеко от Солнечной системы.
Кроме того, понимание того, как дюны могут образовываться в условиях Плутона, поможет ученым интерпретировать сходные черты, обнаруженные в других частях Солнечной системы. Например, НАСА планирует отправить миссию на Титан в ближайшее десятилетие, чтобы изучить ее множество интересных особенностей поверхности, в том числе ее дюнные образования. И еще много миссий отправляется на исследование Красной планеты, прежде чем в 2030-х годах состоится командная миссия.
Знание того, как были созданы такие формирования, является ключом к пониманию динамики планеты, которая поможет ответить на некоторые более глубокие вопросы о том, что происходит на поверхности.
