Смуги на Плутоні виявилися дюнами з метанового льоду

Вчені провели детальне дослідження періодичних горизонтальних смуг, виявлених у 2015 році на поверхні крижаних рівнин Плутона, і дійшли висновку, що, найімовірніше, ці смуги - дюни, утворені метановим льодом. Дослідники запропонували механізм, що пояснює формування цих дюн під дією атмосферних потоків, що дують з гір в рівнину. В умовах тонкої атмосфери Плутона з невеликою швидкістю вітру розмір крижаних частинок в цих дюнах повинен становити близько 200 мікрометрів, пишуть вчені в.


У липні 2015 року космічний апарат New Horizons пролетів безпосередньо біля Плутона, і астрономам вперше вдалося отримати дуже докладні знімки поверхні карликової планети. В результаті було виявлено досить багато незвичайних об'єктів: льодовики, кріовулкани і навіть ознаки підповерхнісного океану. Однією з нез'ясованих особливостей рельєфу виявилися регулярно розташовані (з періодом від 400 метрів до 1 кілометра) горизонтальні смуги на плоских ділянках поверхні планети. Більшість вчених порахували ці смуги дюнами, проте механізм їх появи так і залишався не пояснений: для утворення таких великих дюн необхідна наявність досить сильного вітру, який не може утворитися в дуже тонкій атмосфері Плутона.


Група географів, фізиків і астрономів з Великобританії, Німеччини і США під керівництвом Метта Телфера (Matt W. Telfer) припустила, що ці горизонтальні смуги на крижаних рівнинах, - дійсно дюни, а утворені вони в результаті перенесення мікрометрових частинок метанового льоду атмосферними потоками невеликої швидкості (менше 10 метрів в секунду) з розташованих поблизу рівнини гір. До такого висновку вчені прийшли, уважно вивчивши смуги в західній частині рівнини Супутник - їх розташування, форму і напрямок. Автори роботи зазначають, що з геометрії смуг, їх періодичність і наявність точок біфуркацій ці утворення дійсно дуже нагадують дюни на поверхні інших планет, зокрема Землі і Марса. При цьому всі виявлені на поверхні смуги знаходяться на відстані не більше 75 кілометрів від гірського масиву і завжди повернуті перпендикулярно основному напрямку вітру, який через перепад температур дме з гір у бік рівнини.

Вчені стверджують, що сипуче середовище, з якого складаються ці дюни - це невеликі частинки снігу і льоду, утвореного з атмосферних газів. Спочатку дослідники припустили, що дюни утворені азотним або метановим льодом. Однак аналіз спектроскопічних даних показав, що дюни розташовуються в тій області рівнини Супутник, де лід переважно складається з метану, тому саме метан в результаті автори назвали основним компонентом дюн.

Як механізм освіти дюн вчені припустили тристадійний процес: спочатку в результаті сублімації азоту і метану частинки льоду потрапляють в атмосферу, після чого разом з вітром, що дає за з гір, частинки опиняються на рівнині біля підніжжя гори. Подальше утворення періодичних дюн відбувається за тим же механізмом, що і на Землі, - в результаті викиду нової порції частинок при зіткненні з поверхнею попередньої. За словами вчених, для реалізації подібного механізму має бути достатньо швидкості вітру в кілька метрів секунду.

Для підтвердження працездатності своєї гіпотези в умовах атмосфери Плутона вчені провели чисельне моделювання такої системи і показали, що запропонований ними механізм дійсно може призвести до утворення дюн, при цьому розмір частинок повинен становити від 200 до 300 мікрометрів. Автори роботи відзначають, що виходячи з даних про конвекційні потоки в підповерхневих шарах планети, вік дюн точно не перевищує 500 тисяч років, а швидше за все він набагато менше - близько десятків або сотень земних років.

Вчені відзначають, що запропонований ними механізм не суперечить відомим даним про Плутон, пояснює наявність дюн біля підніжжя гір і свідчить про наявність на карликовій планеті активної атмосфери, що формує ландшафт.

Для пояснення неочевидних особливостей рельєфу на Плутоні вчені часто використовують моделі фізичних процесів, які спостерігали на різних масштабах на Землі. Наприклад, коміристу структуру фізики пов'язали з виникненням під поверхнею карликової планети конвективних потоків за механізмом Релея - Бенара.


COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND