Найдены доказательства геотермальной активности на карликовых планетах в поясе Койпера
Ученые-планетологи обнаружили доказательства гидротермальной активности на ледяных карликовых планетах Эрида и Макемаке, расположенных в поясе Койпера.
Метан, обнаруженный на их поверхности, имеет явные признаки теплой или даже горячей геохимии в их каменистых ядрах, что заметно отличается от признаков метана из комет.
Пояс Койпера — это обширная область ледяных тел за орбитой Нептуна на краю Солнечной системы. Эрида и Макемаке по размерам сравнимы с Плутоном и его спутником Хароном, и относятся к транснептуновым объектам (ТНО). Эти тела, вероятно, сформировались в начале истории Солнечной системы, около 4,5 миллиардов лет назад. Считается, что вдали от солнечного тепла они представляют собой холодные и мертвые объекты.
Недавно опубликованная работа по исследованиям с помощью телескопа Джеймс Уэбб (JWST) позволила впервые наблюдать изотопные молекулы на поверхности Эриды и Макемаке. Эти так называемые изотопологи представляют собой молекулы, содержащие атомы с разным числом нейтронов. Они предоставляют данные, которые полезны для понимания планетарной эволюции.
Ученые измерили состав поверхности карликовых планет, в частности соотношение дейтерия (тяжелого водорода, D) и водорода (H) в метане. Считается, что дейтерий образовался в результате Большого взрыва, а водород является самым распространенным ядром во Вселенной. Соотношение D/H на планетарном теле дает информацию о происхождении, геологической истории и путях образования соединений, содержащих водород.
«Умеренное соотношение D/H, которое мы наблюдали с помощью JWST, противоречит присутствию первичного метана на древней поверхности. Первичный метан должен иметь гораздо более высокое соотношение D/H», – говорят исследователи.
«Вместо этого соотношение D/H указывает на геохимическое происхождение метана, образующегося глубоко в недрах. Соотношение D/H похоже на окно. Мы можем использовать его в некотором смысле, чтобы заглянуть в недра. Наши данные свидетельствуют о повышенных температурах в скалистых ядрах этих миров, так что может образовываться метан. Также может образовываться молекулярный азот (N2), и мы видим это на Эриде. Горячие ядра также могут указывать на потенциальные источники жидкой воды под их ледяными поверхностями».
За последние два десятилетия ученые узнали, что ледяные миры могут иметь гораздо более развитую внутреннюю структуру, чем считалось ранее. Доказательства существования подземных океанов были обнаружены на нескольких ледяных лунах, таких как спутник Сатурна Энцелад и спутник Юпитера Европа. Жидкая вода является одним из ключевых ингредиентов в определении потенциальной обитаемости планеты.
Возможность существования водных океанов внутри Эриды и Макемаке — это то, что ученые собираются изучить в ближайшие годы. Если любой из этих миров пригоден для жизни, то он станет самым отдаленным объектом в Солнечной системе, на котором возможно существование жизни. Обнаружение химических индикаторов внутренних процессов делает шаг в этом направлении.
«После пролета New Horizons системы Плутона и благодаря этому открытию Пояс Койпера оказывается гораздо более живым с точки зрения размещения динамичных миров, чем мы могли себе представить», — сказал Кристофер Глейн, автор работы. «Еще не слишком поздно начинать думать об отправке космического аппарата для облета любого из этих тел, чтобы поместить данные JWST в геологический контекст. Я верю, что мы будем ошеломлены ожидающими нас чудесами».
Статья опубликована в журнале Icarus.