До 2015 года Плутон на лучших снимках выглядел как несколько размытых пятен. От далёкого холодного мира ожидали древнюю поверхность, сплошь покрытую кратерами. Но аппарат New Horizons показал ландшафт, который словно забыл состариться.
2. Сердце, которое оказалось ледником
Самая знаменитая деталь Плутона — светлая область в форме сердца, получившая имя Томбо в честь первооткрывателя карликовой планеты. Её западную половину занимает равнина Спутника — гигантская чаша шириной около тысячи километров, заполненная главным образом азотным льдом. На Земле азот знаком нам как газ, но при температуре Плутона он становится твёрдым и ведёт себя как очень медленный ледник.
Поверхность равнины разбита на многоугольные ячейки размером в десятки километров. На них почти нет ударных кратеров, а значит, верхний слой постоянно обновляется. Наиболее убедительное объяснение — конвекция: более тёплый лёд медленно поднимается из глубины, остывает и опускается по краям ячеек. Получается нечто вроде чрезвычайно неспешной лампы с пузырьками, только полный оборот вещества занимает сотни тысяч лет.
3. Горы из льда и «погода» без дождя
По краям равнины стоят горы высотой в несколько километров. Их основа — водяной лёд. При плутонианском морозе он настолько твёрдый, что играет роль земной скальной породы, тогда как более летучие льды азота, метана и угарного газа могут испаряться, выпадать инеем и перетекать по поверхности.
New Horizons увидел ледниковые потоки, долины, дюнообразные гряды и признаки переноса вещества ветром. Сезоны на Плутоне длятся десятилетиями, потому что один оборот вокруг Солнца занимает 248 земных лет. Когда освещение меняется, летучие льды переходят из твёрдого состояния в газ и обратно, перераспределяясь между поверхностью и атмосферой.
Поэтому слово «погода» здесь уместно, хотя привычных облаков с дождём нет. Атмосфера очень разреженная и состоит преимущественно из азота с примесями метана и угарного газа. Она способна управлять инеем, ветром и сезонными изменениями рельефа.
4. Голубая дымка над красноватым миром
После пролёта аппарат оглянулся назад и сфотографировал Плутон на фоне Солнца. В контровом свете обнаружились многочисленные слои дымки, простирающиеся на десятки километров вверх. При естественном освещении она имеет голубоватый оттенок, хотя сама поверхность Плутона в основном красновато-коричневая.
Дымку создают сложные химические реакции в верхней атмосфере. Ультрафиолетовое излучение Солнца и заряженные частицы воздействуют на метан и азот, после чего образуются более сложные молекулы и мелкие частицы. Их называют толинами — это общее название органического вещества, возникающего в подобных реакциях, а не признак существования жизни.
Красноватые частицы медленно оседают на поверхность и окрашивают её. Получается удивительная цепочка: слабый солнечный свет запускает атмосферную химию, атмосфера производит дымку, а дымка меняет внешний вид целого мира.
5. Что говорит наука
Надёжно подтверждено снимками и спектральными измерениями New Horizons, что на Плутоне есть азотные ледники, горы из водяного льда, многослойная атмосфера и геологически молодые участки. В 2016 году две научные группы показали, что многоугольный рисунок равнины Спутника хорошо объясняется конвекцией твёрдого азота. Отсутствие заметных кратеров на этой равнине также указывает на регулярное обновление поверхности.
Наиболее вероятно, что внутреннее тепло поддерживается распадом радиоактивных элементов в каменной части Плутона. Оно невелико, но для мягкого азотного льда его может быть достаточно. Ряд особенностей формы и гравитационного положения равнины Спутника согласуется с возможным подповерхностным океаном жидкой воды, однако прямого подтверждения такого океана нет.
Исследователи также обсуждают возможные криовулканы — горы, из которых в прошлом могла изливаться смесь воды, льда и других веществ. Их форма интригует, но одного пролёта недостаточно, чтобы окончательно восстановить историю. Для уверенного ответа понадобился бы орбитальный аппарат с радаром и точными измерениями гравитации.
6. Так что же увидел New Horizons?
Вместо мёртвого камня зонд встретил сложный ледяной мир, где движутся ледники, меняется атмосфера и сравнительно недавно обновлялась поверхность. Плутон мал и получает очень мало солнечного тепла, но геология не обязана прекращаться только потому, что объект находится далеко от Солнца.
Главный сюрприз Плутона не в одной красивой равнине. Он показал, что даже на окраине Солнечной системы достаточно слабого внутреннего тепла и летучих веществ, чтобы мир оставался деятельным. Предложите в комментариях, какой аппарат стоило бы отправить к Плутону в следующий раз.
