Знаменитое сердце Плутона управляет ветрами планеты

Новое исследование пролило свет на то, как знаменитая равнина из замороженного азота в форме сердца на Плутоне создает ветры в тонкой атмосфере карликовой планеты, которые приводят к обесцвечиванию ее яркой поверхности.

В исследовании использовалась информация, собранная космическим аппаратом НАСА «Новые горизонты» во время его близкого пролета  Плутона в 2015 году, в ходе которого зонд сделал изображения и получил множество данных о далеком мире.

Формация Tombaugh Regio, лежащая в основе нового исследования, привлекла внимание общественности во время быстрого приближения New Horizon к Плутону в 2015 году.

С расстояния структура напоминала мультипликационное сердце. При ближайшем рассмотрении огромный бассейн, образовавший левую «долю» сердца, показал себя не чем иным, как геологическим чудом. Этот бассейн известен как Sputnik Planitia.

Ледяная равнина, казалось, была разделена на «клетки» и была относительно лишена кратеров. Анализ данных New Horizons показал, что Sputnik Planitia постоянно обновляла свою поверхность с помощью процесса, называемого конвекцией, при котором более теплый жидкий азот поднимается из-под поверхности и затвердевает в середине, в то время как более холодный азотный лед скользит обратно под поверхность с краю.

Новое исследование, основанное на передовом компьютерном моделировании, теперь дало дополнительное понимание того, как этот необычный ландшафт взаимодействует с окружающей средой.

По словам ученых, тонкий слой поверхностного азота испаряется из Sputnik Planitia каждый день, а когда температура ночью падает, азот спускается и снова оседает в виде льда.

Это периодическое испарение и оседание материала уподоблено биению сердца, и с каждым циклом результирующее атмосферное нарушение накачивает азотные потоки по всей поверхности планеты.

Команда исследователей взяла данные о топографии Плутона и распределении льда, собранные New Horizons, и провела компьютерное моделирование потенциальных погодных циклов, чтобы выяснить, как циркулирующий газ может влиять на характеристики поверхности.

Ученые обнаружили, что газообразный азот, который испарился из ледяных щитов на севере, перемещается на юг и оседает, и это вызывает западный ветер.

Удивительно, но атмосферный поток, преобладающий на высоте 4 км над поверхностью, движется против восточного вращения карликовой планеты в течение большей части Плутонианского года. Это редкий атмосферный процесс, известный как ретро-вращение. Другой относительно сильный поток ветра был также обнаружен при моделировании движения вблизи поверхности через западный край Sputnik Planitia.

Исследователи обнаружили, что атмосферные течения, описанные в моделировании, могут объяснить различия в цвете и составе льда, расположенного к западу от Sputnik Planitia. Когда ветер движется на запад, он может переносить тепло из атмосферы, которое затем вступает в контакт со льдом, заставляя его сублимироваться быстрее и становиться менее отражающим.

В качестве альтернативы ветер может нести с собой темные материалы, которые впоследствии осаждаются полосами по всей поверхности.

«Sputnik Planitia может быть столь же важен для климата Плутона, как океан для климата Земли», — комментирует работу ведущий автор исследования Танги Бертран, астрофизик и планетолог из Исследовательского центра НАСА в Эймсе, Калифорния. «Если вы уберете Sputnik Planitia – это будет все равно, что забрать сердце у Плутона»

Статья об этом исследовании была опубликована в журнале Geophysical Research.