Pluto a jeho oceány: Pod povrchem nemrznoucí směs, na povrchu tekutý dusík?

- Vesmír autor: Julie Nováková

Trpasličí planeta Pluto se už od loňského léta nachází "v záři reflektorů". Kromě fascinující geologie jejího povrchu se v průběžných výsledcích z dat sondy New Horizons objevují i informace týkající se jeho vnitřní struktury. Mělo Pluto v minulosti podpovrchový oceán kapalné vody? A mohl se udržet až do současnosti?

Ikonický záběr Pluta se Sputnik Planum v popředí. Výřez ukazuje okolí Wright Mons, pravděpodobného obřího kryovulkánu

Ikonický záběr Pluta se Sputnik Planum v popředí. Výřez ukazuje okolí Wright Mons, pravděpodobného obřího kryovulkánu,zdroj: Johns Hopkins University/APL

Kapalná voda není v naší soustavě tak extrémní vzácností, jak se může na první pohled zdát. Kromě Země se nachází i pod povrchem Europy, Enceladu a dalších měsíců. Může se však nacházet i ve vzdálených končinách Kuiperova pásu? Je nanejvýš pravděpodobné, že v nitru dostatečně velkých těles se přinejmenším v minulosti, když byla zahřívána větším množstvím radiogenního tepla, nacházela běžně.

Mezi taková tělesa patří i Pluto a jeho největší měsíc Charon. Funguje-li vnější ledová kůra jako dostatečně dobrá izolace, mohou se jejich rezervoáry vody i při klesajících zdrojích vnitřního tepla udržet kapalné velmi dlouho. Silná kůra, zvlášť obohacená o klatráty (různé látky, např. vzácné plyny či methan, zachycené v krystalové mřížce ledu), by to umožňovala – a pestrá geologie povrchu Pluta by tomu odpovídala.

Na prosincovém setkání Americké geofyzikální unie prezentoval Francis Nimmo předběžné výsledky týkající se tvaru Pluta a jeho měsíce Charonu. Ač abstrakt příspěvku nezmiňuje samotné výsledky, reportáž v populárně-vědeckém magazínu Smithsonian naznačuje obsah přednášky. Podle dosavadních dat z New Horizons se zdá, že tvar Pluta není mírně zploštělý na pólech, s vybouleninou kolem rovníku, což je běžně důsledkem rotace tělesa kolem vlastní osy – v případě Země máme tento tvar zmapován dobře. Pokud Pluto podobný tvar postrádá, čím to může být způsobeno?

Možným vysvětlením je právě přítomnost vnitřního oceánu, který by odděloval vnější ledovou kůru od horninového jádra planety a zamezoval utvoření zploštělého tvaru. Dalším vodítkem, ze kterého by se dalo usuzovat na možný podpovrchový oceán, jsou trhliny pozorované na povrchu Pluta. Ty naznačují roztahování jeho kůry, které by mohlo být způsobeno vymrzáním vnitřního oceánu. Led má menší hustotu a tedy i větší objem než voda, a proto by zamrzání způsobovalo právě expanzi kůry.

Není však zcela zřejmé, zda k tomu dochází i v současnosti, nebo tyto procesy na Plutu už skončily a veškerá jeho voda je již nějakou dobu zamrzlá. Pokud se pod povrchem Pluta oceán skutečně nachází, bude každopádně velmi nepodobný všemu, co známe, silně obohacený solemi i čpavkem, který funguje jako velmi účinná "nemrznoucí kapalina" a může udržet vodu kapalnou i kolem -100 °C.

Oceány budoucí

Profesor Fréderic Pont z univerzity v Exeteru nedávno na blogu ExoClimes publikoval krátké zamyšlení nad budoucností Pluta v době, kdy Slunce přejde z hlavní posloupnosti do stadia rudého obra. Po poměrně krátkou dobu v době předcházející heliovému záblesku (zažehnutí fúze helia v jádru hvězdy) bude Pluto dostávat takové množství záření, aby se nacházelo v obyvatelné zóně a na jeho povrchu byla kapalná voda.

Toto období, během kterého může Pluto ztratit značnou část těkavých prvků, bude nicméně záhy vystřídáno další dlouhou mrazivou érou. Podrobněji by se tématu budoucnosti obyvatelné zóny v naší sluneční soustavě a osudu jednotlivých těles měla věnovat výhledově chystaná popularizační kniha Vzdálené světy III autora Tomáše Petráska.

Zajímavější než vskutku jepičí vodní oceán na povrchu Pluta by ale mohlo být období rozsáhlých ploch dusíkového oceánu. Dusíkový led je hlavní složkou povrchu Pluta, ač není jasné, jaký celkový objem může zabírat. Trojný bod dusíku se nachází za teploty 63 Kelvinů (- 210 °C) a tlaku 12,5 kilopascalu (zhruba osmina atmosférického tlaku při hladině moře).

V současné době panuje na povrchu Pluta průměrná teplota okolo 44 Kelvinů, avšak zanedbatelný tlak – okolo pouhého 1 Pascalu. Při stoupnutí teploty nad 63 Kelvinů by dusík začal nejprve intenzivně sublimovat – přecházet z pevného skupenství do plynného. Nakonec by mohl – snad i navzdory úniku díky slunečnímu větru – vytvořit i natolik hustou atmosféru, aby se na povrchu udržel kapalný dusík.

Tady na Zemi známe tekutý dusík z laboratoří nebo lékařských ordinací. Za pokojové teploty se však velmi rychle vypařuje. Představit si celý oceán kapalného dusíku (s příměsemi methanu, ethanu a dalších látek) je obtížné – takový svět by pro nás byl vskutku mimozemský. Existují vědecké hypotézy o možnosti života na bázi křemíkových sloučenin silanů, které jsou stabilní za velmi nízkých teplot a pro které by právě kapalný dusík mohl být vhodným rozpouštědlem.

Zatím jde o zajímavou myšlenku podpořenou vlastnostmi silanů za zkoumaných podmínek, nemůžeme však vědět, zda by život na jejich bázi a za extrémně nízkých teplot, a tedy i velmi pomalých chemických reakcí, mohl skutečně existovat. Kdyby však ano, na Plutu a dalších podobných tělesech by se pro něj jednou mohly vyskytovat vhodné podmínky (ostatně možné by byly dočasné kapsy kapalného dusíku i dnes a podporovaly by kryovulkanismus na kuiperovských tělesech, ale šlo by o menší, krátce trvající lokality).

Pluto nám loni ukázalo, že zdaleka není neměnnou zmrzlou koulí – tahle zmrzlá koule je i v současnosti geologicky velmi živá! Jak jsme si nastínili, má za sebou zajímavou minulost… a před sebou i neméně zajímavou budoucnost.

Tagy: Pluto dobývání vesmíru

Zdroje: Vlastní