6.1K
Компьютерное моделирование, проведенное японскими учеными, предоставляет убедительные доказательства существования жидкого подповерхностного океана на Плутоне и подобных ему мирах и предполагает, что во Вселенной гораздо больше экзопланет и экзолун, под ледяными «панцирями» которых может скрываться потенциально пригодная для жизни среда. Результаты исследования представлены в журнале Nature Geoscience.
«Наша работа показала, что, если на Плутоне между подповерхностным океаном и ледяной оболочкой присутствует изолирующий слой из газовых гидратов, то он ограждает океан от замерзания, и вода в нем может оставаться жидкой миллиарды лет», – пишут авторы исследования.
В июле 2015 года космический аппарат NASA «New Horizons» совершил исторический пролет через систему Плутона, предоставив первые в мире изображения этой далекой карликовой планеты и ее спутников. На полученных снимках Плутон предстал неожиданно «живым» миром с интересными ландшафтами и поверхностными особенностями, среди которых особенно выделяется эллипсоидальная белоснежная равнина Sputnik Planitia, расположенная вблизи экватора и имеющая диаметр почти 1,5 километра.
Из-за ее местоположения и топографии ученые полагают, что под ледяным панцирем Плутона, который истончается в Sputnik Planitia, существует подземный океан. Однако эти наблюдения противоречат возрасту карликовой планеты, потому что любой океан на ней должен был замерзнуть очень давно, а внутренняя поверхность ледяной оболочки, обращенная к океану, выровняться.
Чтобы разрешить несоответствие моделей и наблюдений, исследователи попытались выяснить, что может сохранять тепло в подповерхностном океане и не уплощать внутреннюю поверхность ледяной оболочки, оставляя ее замороженной и неровной.
«Мы выдвинули гипотезу, что под ледяной поверхностью Sputnik Planitia существует «изолирующий слой» из газовых гидратов. Газовые гидраты представляют собой кристаллические твердые вещества, похожие на лед, которые образуются из воды и газа при определенных условиях. Они имеют высокую вязкость, низкую теплопроводимость и могут обеспечивать изоляционные свойства», – добавили авторы исследования.
С целью проверить свое предположение, ученые провели компьютерное моделирование, охватывающее 4,6 миллиарда лет эволюции Плутона с момента зарождения Солнечной системы, рассмотрев два сценария: первый, где между океаном и ледяной оболочкой существовал изолирующий слой газовых гидратов, и второй без него. Симуляция раскрыла тепловую и структурную эволюцию недр карликовой планеты и время, необходимое для замерзания скрытого океана и для образования однородной толстой ледяной оболочки.
«Моделирование показало, что без изолирующего слоя океан полностью замерз бы сотни миллионов лет назад, при этом на образование равномерной толстой ледяной корки ушел бы всего один миллион лет. Однако при включении в симуляцию слоя газовых гидратов океан не замерзал вообще, а на формирование ровного слоя затрачивался миллиард лет», – пояснил Шуничи Камата, ведущий автор исследования из Университета Хоккайдо.
Команда считает, что наиболее вероятным газом в предполагаемом изоляционном слое является метан, происходящий из каменного ядра Плутона. Эта теория, согласно которой метан улавливается в виде гидрата газа, согласуется с необычным составом атмосферы карликовой планеты, которая почти лишена метана и богата азотом.
«Полученные нами результаты могут означать, что во Вселенной значительно больше миров с океанами, чем считалось ранее. Это делает существование внеземной жизни более вероятным», – заключил Шуничи Камата.