Κακόμοιρε Πλούτωνα. Υποβιβάστηκε από κανονικός πλανήτης σε πλανήτης-νάνος, και τώρα το πιο εμβληματικό του σημείο ομορφιάς έχει λάβει μια εξαιρετικά αναξιοπρεπή εξήγηση.
Αυτό το σύνθετο αντικείμενο, το οποίο είναι γεμάτο με βουνά, κοιλάδες, πεδιάδες, κρατήρες και ακόμη και παγετώνες, είναι διάσημο για το σημάδι γέννησης σε σχήμα καρδιάς. Το χαρακτηριστικό, γνωστό ως Tombaugh Regio, το οποίο καταλαμβάνει ένα σημαντικό τμήμα της επιφάνειάς του, έχει ένα σχεδόν τέλεια συμμετρικό σχήμα, αντάξιο της Ημέρας του Αγίου Βαλεντίνου.
Η διχασμένη καρδιά του Πλούτωνα
Ωστόσο, όταν η αποστολή New Horizons της NASA ανακάλυψε το γιγαντιαίο σημάδι το 2015, οι επιστήμονες έμειναν έκπληκτοι. Το μοναδικό του σχήμα, η γεωλογική του σύνθεση και το υψόμετρο σήμαιναν ότι δεν μπορούσαν να καταλάβουν τι το είχε προκαλέσει.
Ωστόσο, μια διεθνής ομάδα αστροφυσικών και ερευνητών έλυσε επιτέλους το μυστήριο. Και το συμπέρασμά τους; Αυτό χαρακτηριστικό των 1.000 μιλίων (1.609 χιλιομέτρων) πλάτους ήταν το αποτέλεσμα μιας αρχαίας πρόσκρουσης. Δηλαδή, οι επιστήμονες πιστεύουν πως το σημάδι σε σχήμα καρδιάς στον Πλούτωνα, γνωστό ως Tombaugh Regio, δημιουργήθηκε από μια βίαιη πρόσκρουση με ένα άλλο ουράνιο σώμα.
Ειδικοί από το Πανεπιστήμιο της Βέρνης, το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα και τα Εθνικά Κέντρα Αριστείας στην Έρευνα (NCCRs) χρησιμοποίησαν υπολογιστικές προσομοιώσεις για να διερευνήσουν την προέλευση της Sputnik Planitia – του δυτικού τμήματος της «καρδιάς» στον Πλούτωνα, με σχήμα δάκρυ.
Η πρόσκρουση
Ανακάλυψαν ότι αυτό δημιουργήθηκε από μια αργή αλλά «κατακλυσμιαία» σύγκρουση με ένα ουράνιο σώμα διαμέτρου 700 χιλιομέτρων (435 μίλια) – περίπου διπλάσιο από την Ελβετία από ανατολή προς δύση. Η ομάδα χρησιμοποίησε το λογισμικό προσομοίωσής της για να αναδημιουργήσει ψηφιακά τέτοιες συγκρούσεις, αλλάζοντας τόσο τη σύνθεση του Πλούτωνα όσο και του ουράνιου σώματος, καθώς και την ταχύτητα και τη γωνία του τελευταίου.
Αυτό τους επέτρεψε να συμπεράνουν ότι η πρόσκρουση ήταν αργή.
«Ο πυρήνας του Πλούτωνα είναι τόσο κρύος που τα πετρώματα παρέμειναν πολύ σκληρά και δεν έλιωσαν παρά τη θερμότητα της πρόσκρουσης», δήλωσε ο Δρ. Harry Ballantyne, επικεφαλής της μελέτης.
«Χάρη στη γωνία πρόσκρουσης και τη χαμηλή ταχύτητα, ο πυρήνας του αντικειμένου που προσέκρουσε δεν βυθίστηκε στον πυρήνα του Πλούτωνα, αλλά παρέμεινε άθικτο και άφησε το αποτύπωμά του στην επιφάνεια του πλανήτη».
Ένας συνάδελφός του, ο Δρ. Martin Jutzi, σημείωσε: «Το επιμηκυμένο σχήμα της SputnikPlanitia υποδηλώνει έντονα ότι η πρόσκρουση δεν ήταν μια άμεση μετωπική σύγκρουση, αλλά μάλλον μια επικλινής»
Ο συν-συγγραφέας τους Erik Asphaug πρόσθεσε: «Κάπου κάτω από τη Sputnik βρίσκεται ο πυρήνας ενός άλλου τεράστιου σώματος, το οποίο ο Πλούτωνας δεν κατάφερε ποτέ να απορροφήσει πλήρως» Συνέχισε: «Συνήθως σκεφτόμαστε τις πλανητικές συγκρούσεις ως απίστευτα έντονα γεγονότα όπου μπορείς να αγνοήσεις τις λεπτομέρειες εκτός από πράγματα όπως η ενέργεια, η ορμή και η πυκνότητα.»
«Αλλά στο μακρινό ηλιακό σύστημα, οι ταχύτητες είναι πολύ πιο αργές και ο στερεός πάγος είναι ισχυρός, επομένως πρέπει να είστε πολύ πιο προσεκτικοί στους υπολογισμούς σας. Εκεί ξεκινάει η διασκέδαση».
Το μυστήριο της καρδιάς του Πλούτωνα που λύθηκε
Η καρδιά του Πλούτωνα, που ονομάζεται επιστημονικά Tombaugh Regio, τράβηξε αμέσως το ενδιαφέρον επιστημόνων και κοινού μετά την ανακάλυψή της, κυρίως χάρη στο έντονα λευκό της χρώμα και το σχήμα της.
Ωστόσο, το σημάδι δεν αποτελείται από ένα μόνο στοιχείο. Η Sputnik Planitia καλύπτει μια έκταση 1.200 επί 2.000 χιλιομέτρων, που ισοδυναμεί με ένα τέταρτο της Ευρώπης ή των Ηνωμένων Πολιτειών.
Αλλά αυτό που ίσως είναι πιο εντυπωσιακό είναι ότι αυτή η περιοχή είναι τρία έως τέσσερα χιλιόμετρα χαμηλότερη σε υψόμετρο από το μεγαλύτερο μέρος της επιφάνειας του Πλούτωνα.
«Η φωτεινή εμφάνιση της Sputnik Planitia οφείλεται στο γεγονός ότι είναι γεμάτη κυρίως με λευκό πάγο αζώτου που κινείται και μεταφέρεται για να εξομαλύνει συνεχώς την επιφάνεια», εξήγησε ο Δρ. Ballantyne.
«Αυτό το άζωτο πιθανότατα συσσωρεύτηκε γρήγορα μετά την πρόσκρουση λόγω του χαμηλότερου υψόμετρου.»
Το ανατολικό τμήμα της καρδιάς καλύπτεται επίσης από ένα παρόμοιο αλλά πολύ λεπτότερο στρώμα αζώτου, η προέλευση του οποίου παραμένει ασαφής αλλά πιθανότατα σχετίζεται με τη Sputnik Planitia.
Δεν υπάρχει υποθαλάσσιος ωκεανός στον Πλούτωνα
Τα ευρήματα της ομάδας, που μόλις δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Nature Astronomy, υποδηλώνουν επίσης ότι η εσωτερική δομή του Πλούτωνα είναι διαφορετική από ό,τι υπέθεταν οι επιστήμονες προηγουμένως. Συγκεκριμένα, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι δεν υπάρχει υποθαλάσσιος ωκεανός.
Οι προσομοιώσεις τους κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η θέση της Sputnik Planitia κοντά στον ισημερινό του πλανήτη-νάνου δεν προκλήθηκε από υγρό νερό κάτω από τον παγωμένο φλοιό, όπως θεωρούσαν κάποτε, αλλά από την πρόσκρουση του ουράνιου σώματος.
«Στις προσομοιώσεις μας, ολόκληρος ο αρχέγονος μανδύας του Πλούτωνα ανασκάπτεται από την πρόσκρουση, και καθώς ο πυρήνας του αντικειμένου που προσέκρουσε στον πυρήνα του Πλούτωνα, δημιουργεί μια τοπική υπερβολή μάζας που μπορεί να εξηγήσει τη μετακίνηση προς τον ισημερινό χωρίς υποθαλάσσιο ωκεανό, ή στην καλύτερη περίπτωση έναν πολύ λεπτό» εξήγησε ο Jutzi.
Η Δρ. Adeene Denton από το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, επίσης συν-συγγραφέας της μελέτης, διεξάγει αυτή τη στιγμή νέα έρευνα για να εκτιμήσει την ταχύτητα αυτής της μετακίνησης.
«Αυτή η νέα και ευφάνταστη προέλευση του χαρακτηριστικού σε σχήμα καρδιάς του Πλούτωνα μπορεί να οδηγήσει σε καλύτερη κατανόηση της προέλευσης του Πλούτωνα» είπε.