ما الذي يكمن وراء قلب بلوتو الجليدي؟ يشير بحث جديد إلى أنه يمكن أن يكون هناك "بحر ميت" مالح يشبه المحيط يبلغ سمكه أكثر من 100 كيلومتر.
قال براندون جونسون من جامعة براون: "تشير النماذج الحرارية للأدلة الداخلية والتكتونية الموجودة على سطح بلوتو إلى أن المحيط قد يكون موجودًا ، ولكن ليس من السهل استنتاج حجمه أو أي شيء آخر عنه". "لقد تمكنا من وضع بعض القيود على سمكها والحصول على بعض الأدلة حول التكوين."
ركز البحث الذي أجراه جونسون وفريقه على "قلب" بلوتو - وهي منطقة غير رسمية تسمى سبوتنيك بلانوم ، والتي تم تصويرها بواسطة مركبة الفضاء نيو هورايزونز خلال تحليقها بلوتو في يوليو من عام 2015.
وصف الباحث الرئيسي في نيوهورايزن آلان ستيرن سبوتنيك بلانوم بأنه "واحد من أكثر الاكتشافات الجيولوجية المدهشة في أكثر من 50 عامًا من استكشاف الكواكب" ، وأظهرت الأبحاث السابقة أن المنطقة تبدو متجددة باستمرار من خلال الحمل الحراري للجليد في الوقت الحالي.
يبلغ حجم حوض القلب 900 كيلومتر - أكبر من تكساس وأوكلاهوما مجتمعة - ويبدو أن النصف الغربي منه على الأقل قد تأثر بواسطة تأثير ، على الأرجح من خلال جسم 200 كيلومتر أو أكبر.
قام جونسون وزملاؤه تيموثي بولينج من جامعة شيكاغو وألكسندر تروبريدج وأندرو فرايد من جامعة بوردو بوضع نموذج لديناميكيات التأثير التي خلقت حفرة ضخمة على سطح بلوتو ونظرت أيضًا في الديناميكيات بين بلوتو وقمرها شارون.
الاثنان مقفلان بشكل مرتب مع بعضهما البعض ، مما يعني أنهما دائمًا يظهران لبعضهما البعض نفس الوجه أثناء الدوران. يقع Sputnik Planum مباشرة على محور المد والجزر الذي يربط العالمين. يشير هذا الموقف إلى أن الحوض لديه ما يسمى شذوذ الكتلة الإيجابية - لديه كتلة أكثر من المتوسط لقشرة بلوتو الجليدية. عندما تسحب جاذبية تشارون بلوتو ، ستسحب أكثر نسبيًا في مناطق الكتلة الأعلى ، والتي ستميل الكوكب حتى يصبح سبوتنيك بلانوم محاذاة مع محور المد والجزر.
لذا بدلاً من أن تكون حفرة في الأرض ، تم ملء الحفرة في الواقع مرة أخرى. تم ملء جزء منها بواسطة جليد النيتروجين الحراري. في حين أن طبقة الجليد تضيف بعض الكتلة إلى الحوض ، إلا أنها ليست سميكة بما يكفي من تلقاء نفسها لجعل Sputnik Planum لها كتلة إيجابية.
وقال جونسون إن ما تبقى من تلك الكتلة قد يتولد بواسطة سائل يكمن تحت السطح.
شرح جونسون وفريقه الأمر على النحو التالي:
مثل كرة البولينج التي تم إسقاطها على الترامبولين ، يؤدي التأثير الكبير إلى إحداث تأثير على سطح الكوكب ، يتبعه ارتداد. هذا الانتعاش يسحب المواد إلى الأعلى من أعماق باطن الكوكب. إذا كانت هذه المادة المغطاة أكثر كثافة مما انفجر بسبب الارتطام ، فإن الحفرة تنتهي بنفس الكتلة التي كانت عليها قبل حدوث الارتطام. هذه ظاهرة يشير إليها الجيولوجيون على أنها تعويض متساوي.
الماء أكثر كثافة من الجليد. لذا ، إذا كانت هناك طبقة من الماء السائل تحت قشرة بلوتو الجليدية ، فربما تكون قد ترتبت على أثر سبوتنيك بلانوم ، خارج كتلة الحفرة. إذا بدأ الحوض بكتلة محايدة ، فإن طبقة النيتروجين المودعة لاحقًا ستكون كافية لخلق شذوذ كتلة إيجابية.
قال جونسون "هذا السيناريو يتطلب محيطًا سائلاً". "أردنا تشغيل نماذج حاسوبية للتأثير لمعرفة ما إذا كان هذا أمرًا سيحدث بالفعل. ما وجدناه هو أن إنتاج شذوذ كتلة موجبة حساس جدًا لمدى سمك طبقة المحيط. كما أنها حساسة لمدى ملوحة المحيط ، لأن محتوى الملح يؤثر على كثافة الماء ".
تحاكي النماذج تأثير جسم كبير بما يكفي لإنشاء حوض بحجم سبوتنيك بلانوم يصل إلى بلوتو بالسرعة المتوقعة لذلك الجزء في النظام الشمسي. افترضت المحاكاة سمكًا مختلفًا لطبقة الماء تحت القشرة ، من عدم وجود الماء على الإطلاق إلى طبقة بسمك 200 كيلومتر.
السيناريو الذي أعاد بناء عمق الحجم الملحوظ لسبوتنيك بلانوم ، بينما أنتج أيضًا فوهة ذات كتلة معوضة ، كان السيناريو الذي يحتوي فيه بلوتو على طبقة محيطية يزيد سمكها عن 100 كيلومتر ، مع ملوحة تبلغ حوالي 30 في المائة.
قال جونسون: "ما يخبرنا به هذا هو أنه إذا كان سبوتنيك بلانوم بالفعل شذوذًا جماهيريًا إيجابيًا - ويبدو كما لو كان - يجب أن تكون طبقة المحيط هذه التي يبلغ طولها 100 كيلومتر على الأقل". "إنه لأمر مدهش للغاية بالنسبة لي أن لديك هذا الجسم حتى الآن في النظام الشمسي الذي لا يزال يحتوي على مياه سائلة."
سيواصل جونسون هو والباحثون الآخرون دراسة البيانات التي أرسلتها New Horizons للحصول على صورة أوضح للداخلية المثيرة للبلوتو والمحيطات المحتملة.
اقرأ المزيد: جامعة براون ، نيو هوريون / APL
