Co zatím víme o Plutu a jeho měsících?

- Vesmír autor: Julie Nováková

Čím je způsobena obrovská rozmanitost povrchu Pluta, hluboké kaňony na Charonu či jasný povrch menších měsíců Hydry a Nix? NASA nedávno zveřejnila první souhrnnou publikaci o Plutu a jeho systému na základě dat z červencového průletu New Horizons. Sice jde zatím o vyhodnocení teprve zlomku celkových dat, ale i tak nám napovídá více o tomto záhadném systému. 

Majestátní hory na Plutu

Majestátní hory na Plutu,zdroj: NASA

Zatím jde především o stručné shrnutí, další publikace zaměřené na dílčí témata více do hloubky se teprve chystají. Data z průletu New Horizons kolem Pluta koneckonců doteď nejsou úplně stažená a ještě řadu měsíců se budou odesílat na Zemi.

Zveřejněné údaje v časopisu Science vychází z prvních přibližně pěti procent dat, aktuálně je stažena zhruba pětina celkového objemu a v blízké době se chystají další publikace. Část hypotéz se řešila už v průběhu stahování dat, nicméně jde o první ucelenější pohled na Pluto.

Povrch

Podle dosavadních dat tvar Pluta nevykazuje známky deformace dávnými slapovými silami z dob, kdy se svým největším měsícem Charonem ještě neměly vzájemnou vázanou rotaci a svou gravitací se navzájem "hnětly a tahaly", podobně jako když Měsíc ovlivňuje svou gravitací Zemi, což dobře známe především jako příliv a odliv.

Pokud ale silné slapy působí na pevné těleso, měli bychom stále vidět deformaci jeho tvaru. Na Plutu nic takového není patrné. To naznačuje, že v minulosti šlo o tvárnější těleso, jehož měkčí materiál dokázal stopy slapové deformace postupně smazat.

Zajímavá je také analýza pozorovaných kráterů na Plutu. Mnoho z nich je více či méně vyplněno novějším materiálem a postupně zaniká. Některé také obsahují jasné depozity bohaté na čisté ledy.

To vše naznačuje probíhající geologickou aktivitu. Nejhojněji se impaktní krátery o průměru až 260 km vyskytují ve Cthulhu Regio, nápadně tmavé oblasti táhnoucí se kolem rovníku Pluta, kde se nacházejí i útvary poukazující na tektonickou činnost (zlomy, rýhy).

Oproti tomu velmi světlá Sputnik Planum na východ od Cthulhu Regio neobsahuje ani jediný kráter větší 10 km. Právě tato oblast se svými planinami, polygonálními formacemi a vysokými ledovými horami patří mezi nejzáhadnější části Pluta.

Sputnik Planum

Sputnik Planum,zdroj:NASA

Polygonální a oválné útvary v oblasti Sputnik Planum překvapily vědce i veřejnost už od prvních detailních snímků.

Dosavadní analýza NASA nabízí několik různých možností jejich původu: Mohly by být důsledkem smršťování materiálu (jako na Zemi známe například u praskajícího vysychajícího bahna), což může souviset s mírou oslunění.

Další možností je popraskání povrchu v důsledku jeho rozšiřování či vyzdvihnutí spodní vrstvy. Zatím nejpravděpodobnějším vysvětlením je však konvekce – proudění – v ledové vrstvě. Ta by byla v souladu i s pozorovaným tokem materiálu do Sputnik Planum.

Pozorované hory na okraji Sputnik Planum, většina spadající do Norgay Montes či Hillary Montes, jsou skutečně tvořeny vodním ledem – jiný by při výšce i menší než více než tři kilometry pod svou vahou zkolaboval, vodní led však tvoří pevnou krystalickou strukturu.

Zdá se, že ledy převládající na povrchu Pluta (metan, dusík či oxid uhelnatý) jsou pouze tenčí vrstvou na podloží vodního ledu. Výrazné rozdíly v rozložení kráterů, složení, barvě i odrazivosti povrchu – v té Pluto vykazuje druhé největší známé rozdíly, hned po Saturnově záhadném měsíci Iapetu – nasvědčují velmi odlišnému stáří různých oblastí Pluta.

Nejaktivnější oblasti se zdají nanejvýš pár stamilionů let staré – z geologického hlediska krátká chvíle. Co však způsobuje tuto aktivitu?

Změny povrchu mohou nastat například důsledkem jeho eroze a ukládání nového materiálu, procesů, které se dají výrazně sledovat například na Saturnově měsíci Titanu. Výstředná dráha Pluta kolem Slunce, a tím způsobené výkyvy oslunění, teploty a sublimace dusíku do atmosféry, by za to mohla být zodpovědná.

Další možností je relaxace kráterů. Obnovování kůry a tektonické procesy, které patrně probíhají na Europě, by mohly také sehrát roli. To by ovšem vyžadovalo větší množství energie.

Slapy dnes na Pluto nepůsobí. Mohl se snad zformovat s větším než očekávaným množstvím radioaktivních prvků? To se zatím nezdá příliš pravděpodobné.

Atmosféra

Zmínili jsme atmosféru Pluta. Už od prvních měření vědce překvapovalo množství unikajícího dusíku. Právě Sputnik Planum může být výrazným zdrojem těkavých látek, které atmosféru doplňují. Za jiných podmínek by mohla fungovat i jako významný depozit kolabující atmosféry při ochlazování.

Ve vyšších vrstvách atmosféry také při reakcích s metanem a dalšími látkami můžou vznikat složitější organické látky – zdroj depozitů hnědočervených tholinů (směsi složitých uhlovodíkových řetězců) v některých oblastech Pluta a Charonu.

Charon

Plutův hlavní měsíc Charon je další záhadou. Nápadně načervenalá tmavá oblast u severního pólu Charonu, přezdívaná Mordor Macula, obsahuje právě velké množství tholinů. Mohou se tam sezónně usazovat jednodušší látky postupně přeměňované radiací právě na tholiny, teoreticky možný je i jejich původ na Plutu a transport materiálu například s unikající atmosférou.

Složení, barva i albedo povrchu není homogenní, i když nevykazuje zdaleka takový rozptyl jako na Plutu. Stáří povrchu zatím není jednoduše určitelné; některé modely na základě kráterů v oblasti Vulcan Planum udávají až čtyři miliardy let, tedy velmi starý povrch datující se už před velké pozdní bombardování, model založený na rozložení těles v Kuiperově pásu však udává pouhé stamiliony.

Rozsáhlý systém kaňonů táhnoucí se napříč celou pozorovanou polokoulí měsíce nám říká, že povrch Charonu je alespoň do hloubky několika kilometrů tvořen vodním ledem, protože tam přítomné ledy netvoří dostatečně pevnou strukturu, aby vytvořily podobné útvary.

Jak ale tak masivní systém trhlin vznikl? Jednou možností je, že Charon kdysi hostil vnitřní oceán kapalné vody. Krátce po svém zformování (zřejmě z materiálu vyvrženého impaktem jiného tělesa do Pluta) musel být Charon výrazně teplejší, navíc ještě hnětený slapovými silami svého většího souputníka.

1_mapy

Zmapované části Pluta a Charonu s barevně odlišenými typy útvarů a zatím neoficiálními názvy,zdroj:NASA

Za přítomnosti velkého množství čpavku, který je v těchto končinách hojný, může voda vydržet kapalná i kolem minus sta stupňů Celsia. Oceán by tedy mohl vymrzat pomalu – ale jak by k tomu docházelo, vzniklý led by se rozpínal a zevnitř tlačil na kůru, která by v důsledku tohoto rozpínání popraskala.

Na to, zda jde o správnou hypotézu, si však ještě budeme muset počkat, a nový článek ji zatím neřeší.

Hypotéza, že Charon vznikl po nárazu jiného velkého tělesa do Pluta, je novými daty doplněna. Obě tělesa totiž mají podobnou hustotu, lišící se o méně než deset procent. To ukazuje, že pokud má systém Pluto-Charon skutečně původ v obřím impaktu, došlo k němu, když tělesa ještě nebyla plně diferencována (rozlišena na vrstvy jako kůru, plášť a jádro lišící se svým složením).

To nám do budoucna může říci hodně o načasování a způsobu formace objektů Kuiperova pásu.

Hydra a Nix

A konečně menší měsíce Hydra a Nix (zbývající dva, maličké měsíce Kerberos a Styx, zatím analyzovány nebyly a jejich snímky v lepším rozlišení teprve budou staženy) překvapily světlým povrchem pokrytým vodním ledem.

Čekali bychom ale, že se jejich povrch postupně zbarví do tmava zejména díky napadaným prachovým částicím, drobným impaktům a působení radiace. Jsou to snad mladší tělesa, nebo nějakým způsobem došlo k odkrytí původně spodní vrstvy čistšího ledu? Jiné měsíce než pětice dosud známých nebyly nalezeny, stejně jako jakékoli systémy prstenců.

Zatím je hodně, co o Plutu a jeho měsících nevíme, a většina dat teprve čeká na stažení a vyhodnocení. Brzy tedy zjistíme více.

Už nyní je však jasné, že oblast transneptunických těles je daleko zajímavější a rozmanitější, než jsme si dříve mysleli, a i tělesa tak vzdálená od Slunce mohou vykazovat bohatou geologii srovnatelnou s vnitřními terestrickými planetami.

Mise New Horizons nekončí odesláním dat z letošního průletu. Pokud vše půjde, jak má, na počátku roku 2019 sonda při dalším průletu krátce navštíví další tělo, menší objekt Kuiperova pásu 2014 MU69. Mezitím by také měla provést vzdálená pozorování několika jasných kuiperovských těles.

Jde o první a v dohledné době zřejmě i poslední misi zaměřenou na tyto fascinující vzdálené končiny naší sluneční soustavy. Doufejme tedy, že nám přinese ještě celou řadu zajímavých novinek.

Tagy: Pluto New Horizons dobývání vesmíru

Zdroje: Vlastní