W lipcu 2015 r. NASA Nowe Horyzonty misja przeszła do historii, stając się pierwszym statkiem kosmicznym, który kiedykolwiek przeprowadził przelot z Plutonem. Oprócz dostarczania światu pierwszych zbliżeń tego odległego świata, Nowe Horyzonty„Zestaw instrumentów naukowych dostarczył także naukowcom wiele informacji o Plutonie - w tym o jego cechach powierzchni, składzie i atmosferze.
Obrazy powierzchni wykonane przez statek kosmiczny ujawniły również nieoczekiwane cechy, takie jak basen o nazwie Sputnik Planitia - który naukowcy postrzegali jako wskazanie oceanu podpowierzchniowego. W nowym badaniu prowadzonym przez naukowców z Uniwersytetu Hokkaido obecność cienkiej warstwy hydratów klatratu u podstawy skorupy lodowej Plutona zapewniłby, że ten świat mógłby utrzymać ocean.
Odkrycia te zostały udostępnione w niedawno opublikowanym badaniu w Nature Geosciences. Badanie było prowadzone przez Shunichi Kamata, naukowca z Creative Research Institution na Hokkaido University, i obejmowało członków z Tokyo Institute of Technology, University of California Santa Cruz, Tokushima University, Osaka University i Kobe University.
Czy Pluto to „Ocean World”?
Aby to rozbić, położenie i topografia Sputnik Planitia sugerują, że pod skorupą Plutona istnieje prawdopodobnie podpowierzchniowy ocean, który jest przerzedzony wokół tego basenu. Istnienie tego oceanu jest jednak niespójne z wiekiem planety karłowatej, która, jak się uważa, uformowała się mniej więcej w tym samym czasie, co inne planety Układu Słonecznego (od 4,46 do 4,6 miliarda lat temu).
W tym czasie każdy ocean pod powierzchnią z pewnością zamarzłby, a wewnętrzna powierzchnia skorupy lodowej skierowana w stronę oceanu również się spłaszczyła. W odpowiedzi na tę niespójność zespół zastanowił się, co może utrzymać podpowierzchniowy ocean na Plutonie w stanie płynnym, jednocześnie upewniając się, że wewnętrzna powierzchnia skorupy lodowej pozostaje zamrożona i nierówna.
Następnie wysunęli teorię, że „warstwa izolacyjna” hydratów gazu byłaby tego przyczyną - które są krystalicznymi, podobnymi do lodu cząsteczkami gazu, które są uwięzione w cząsteczkach zamarzniętej wody. Tego rodzaju cząsteczki mają niską przewodność cieplną i dlatego mogą zapewnić właściwości izolacyjne. Aby przetestować tę teorię, zespół przeprowadził serię symulacji komputerowych, które próbowały modelować termiczną i strukturalną ewolucję wnętrza Plutona.
Zespół przeprowadził symulację dwóch scenariuszy, z których jeden obejmował warstwę izolacyjną, a drugi nie, obejmujący skalę czasową sięgającą powstania Układu Słonecznego (około 4,6 miliarda lat temu). Odkryli, że bez warstwy hydratów gazu podpowierzchniowe morze w Plutonie całkowicie zamarzłoby setki milionów lat temu. Ale z warstwą hydratów gazu zapewniającą izolację pozostałaby głównie płynna.
Więcej szans na znalezienie życia?
Jak wskazała Kamata w niedawnym komunikacie prasowym Uniwersytetu Hokkaido, odkrycia te potwierdzają zasadność badań nad „światami oceanów”, których celem jest znalezienie dowodów na życie w oceanach wewnętrznych. „Może to oznaczać, że we wszechświecie jest więcej oceanów, niż wcześniej sądzono, czyniąc istnienie życia pozaziemskiego bardziej prawdopodobnym” - powiedział.
Ustalili ponadto, że bez warstwy zajmie około miliona lat, aby jednolicie gruba skorupa lodowa uformowała się całkowicie nad oceanem. Jednak w przypadku warstwy izolującej hydrat gazu zajęłoby to ponad miliard lat. Symulacje te potwierdzają zatem możliwość, że pod Sputnik Planitia znajduje się ogromny ocean płynnej wody.
Ewentualne istnienie warstwy izolacyjnej hydrat gazu pod jej powierzchnią może mieć implikacje sięgające daleko poza Plutona. Na księżycach takich jak Callisto, Mimas, Titan, Triton i Ceres mogą również istnieć długotrwałe oceany podpowierzchniowe. W przeciwieństwie do Europy, Ganimedesa i Enceladusa, ciałom tym może brakować wystarczającej ilości ciepła we wnętrzu, aby utrzymać oceany, z powodu braku aktywności geotermalnej lub odległości od Słońca.
To prawda, że szanse na życie drobnoustrojów (lub coś bardziej skomplikowanego) pod lodową powierzchnią każdego dużego księżyca w Układzie Słonecznym nie są dobre. Ale świadomość, że istnieje więcej księżyców, które mogłyby mieć pod powierzchnią oceany, zwiększa szanse na znalezienie życia w co najmniej jednym z nich.
