Desde que a sonda New Horizons da NASA voou por Plutão no ano passado, a prova tem sido crescente que o planeta anão pode ter um oceano líquido por baixo da sua concha gelada. Agora, modelando a dinâmica impacto que criou uma enorme cratera na superfície de Plutão, uma equipe de pesquisadores fez uma nova estimativa de quão espessa a camada de líquido pode ser.
O estudo, liderado pelo geólogo da Brown University Brandon Johnson e publicado na revista Geophysical Research Letters, encontra uma grande probabilidade de que há mais de 100 quilômetros de água líquida sob a superfície de Plutão. A pesquisa também oferece uma pista sobre a composição desse oceano, o que sugere que ele provavelmente tem um teor de sal semelhante ao do Mar Morto.
Parte da resposta é que, depois de formada, a bacia foi parcialmente preenchida por gelo de azoto. Essa camada de gelo adiciona alguma massa para a bacia, mas não é grossa o suficiente por si só para fazer Sputnik Planum têm massa positiva, diz Johnson.
"Modelos térmicos de provas interior e tectônica de Plutão encontrados na superfície sugerem que um oceano pode existir, mas não é fácil inferir seu tamanho ou qualquer outra coisa sobre isso", disse Johnson, que é um professor assistente no Departamento de Terra, Ambiental da Brown e Ciências planetárias. "Temos sido capazes de colocar algumas restrições na sua espessura e obter algumas pistas sobre a composição."
A investigação incidiu sobre Sputnik Planum, uma bacia de 900 quilómetros de diâmetro que compõe o lobo ocidental a famosa característica em forma de coração revelou durante o sobrevôo New Horizons. A bacia parece ter sido criado por um impacto, provavelmente por um objeto 200 quilómetros de diâmetro ou maior.
A história de como a bacia se relaciona com o mar putativa de Plutão começa com a sua posição no planeta em relação à maior lua de Plutão, Charon. Plutão e Caronte são tidally bloqueado uns com os outros, ou seja, eles sempre mostram uns aos outros a mesma cara que giram. Sputnik Planum senta-se diretamente no eixo das marés que liga os dois mundos. Essa posição sugere que a bacia tem o que é chamado uma massa anomalia positiva-lo tem mais massa do que a média para a crosta gelada de Plutão. Como a gravidade da Charon puxa em Plutão, seria puxar proporcionalmente mais em áreas de maior massa, o que inclinar o planeta até Sputnik Planum tornou-se alinhado com o eixo das marés.
Mas uma massa anomalia positiva faria Sputnik Planum um pouco de um pato estranho que crateras ir. "Uma cratera de impacto é basicamente um buraco no chão", disse Johnson. "Você está levando um monte de material e lançando-o fora, então você espera que ele tem massa negativa anomalia, mas isso não é o que vemos com Sputnik Planum. Isso tem pessoas a pensar sobre como você pode obter essa massa anomalia positiva."
Parte da resposta é que, depois de formada, a bacia foi parcialmente preenchida por gelo de azoto. Essa camada de gelo adiciona alguma massa para a bacia, mas não é grossa o suficiente por si só para fazer Sputnik Planum têm massa positiva, diz Johnson.
O resto da massa que podem ser gerados por um líquido ocultos sob a superfície.Como uma bola de boliche caiu sobre um trampolim, um grande impacto cria um dente na superfície de um planeta, seguido por um rebote. Isso rebote puxa o material para cima a partir de profundidade no interior do planeta. Se esse material ressurgida é mais denso do que o que foi explodido afastado pelo impacto, a cratera termina com a mesma massa que tinha antes do impacto aconteceu. Este é um fenómeno geólogos referem-se a compensação como isostática.
A água é mais denso do que o gelo. Portanto, se havia uma camada de água líquida sob o gelo shell de Plutão, ele pode ter brotou após o impacto Sputnik Planum, noite fora massa da cratera. Se a bacia começou com massa neutra, em seguida, a camada de azoto depositados mais tarde seria suficiente para criar uma anomalia positiva de massa.
"Esse cenário requer um oceano líquido", disse Johnson. "Queríamos nos modelos de computador do impacto para ver se isso é algo que realmente iria acontecer. O que descobrimos é que a produção de uma anomalia positiva de massa é realmente muito sensível à forma como espessura da camada do oceano é. Também é sensível à forma como salgada do mar é, porque o teor de sal afecta a densidade da água. "
Os modelos simularam o impacto de um objeto suficientemente grande para criar uma bacia de tamanho do Sputnik Planum bater Plutão a uma velocidade esperada para essa parte no sistema solar. A simulação assumiu várias espessuras da camada de água abaixo da crosta, de nenhuma água em tudo a uma camada de 200 quilômetros de espessura.
O cenário que melhor reconstruída profundidade tamanho observado do Sputnik Planum, além de produzir uma cratera com massa compensada, foi aquele em que Plutão tem uma camada do oceano mais de 100 quilômetros de espessura, com uma salinidade de cerca de 30 por cento.
"O que isto nos diz é que se Sputnik Planum é de fato uma massa anomalia positiva -e parece que é esta camada-mar de pelo menos 100 quilómetros tem que estar lá", disse Johnson. "É bastante surpreendente para mim que você tem esse corpo tão longe para fora do sistema solar que ainda pode ter água líquida."
Como os investigadores continuam a olhar para os dados enviados pela New Horizons, Johnson espera que um quadro mais claro possível oceano de Plutão vai surgir.
co-autores de Johnson no papel eram Timothy Bowling, da Universidade de Chicago e Alexander Trowbridge e Andrew Freed da Universidade de Purdue.
O Galaxy diário via Universidade de Brown
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