Forskere har endelig løst mysteriet om, hvordan et kæmpe hjerteformet objekt dukkede op på Plutos overflade. Et internationalt hold af astrofysikere har for første gang med succes reproduceret den usædvanlige form ved hjælp af numeriske simuleringer og tilskrevet den et enormt, men langsomt bevægende nedslag i en spids vinkel.
Siden missionskameraerne NASA New Horizons opdagede en stor hjerteformet struktur på overfladen af dværgplaneten Pluto i 2015, et fund, der undrede videnskabsmænd med dens unikke form, geologiske sammensætning og højde. Så videnskabsmænd brugte numeriske simuleringer til at undersøge oprindelsen af den vestlige del af Plutos hjerteformede overfladeobjekt, kaldet Sputnik Planitia.
Ifølge forskning skete der en katastrofe i Plutos tidlige historie, der påvirkede dannelsen af denne region. Det var kollision med et planetlegeme på omkring 700 km i diameter, omtrent dobbelt så stort som Schweiz fra øst til vest. Holdets resultater tyder også på, at Plutos indre struktur er anderledes end hvad man tidligere troede, og at den ikke har et hav under overfladen.
Plutos hjerte, også kendt som Tombo-regionen, har tiltrukket offentlig opmærksomhed og videnskabelig interesse, fordi det er dækket af højalbedomateriale, der reflekterer mere lys end det omgivende miljø, hvilket giver det en hvidere farve. Hjertet består dog ikke af ét element. Dens vestlige del optager et areal på 1200×2000 km, hvilket svarer til en fjerdedel af Europa. Det er dog slående, at denne region er 3-4 km lavere i højden end det meste af Plutos overflade.
"Satellitslettens lyse udseende forklares af, at den for det meste er fyldt med hvid nitrogenis, som bevæger sig og konvekterer og jævner overfladen konstant. Dette nitrogen akkumulerede højst sandsynligt hurtigt efter kollisionen på grund af den lavere højde," siger forskerne. Den østlige del af hjertet er også dækket af et lignende, men meget tyndere lag af nitrogenis, hvis oprindelse stadig er uklar for forskerne.
"Den langstrakte form af regionen indikerer overbevisende, at det ikke var en direkte frontalkollision, men snarere en skrå kollision," tilføjer forskerne. Holdet brugte simuleringssoftware til udjævnet partikelhydrodynamik (SPH) til digitalt at genskabe sådanne kollisioner, og varierede både sammensætningen af Pluto og dens impactor, såvel som kollisionshastigheden og -vinklen. Simuleringerne bekræftede forskernes mistanker om den skrå kollisionsvinkel og bestemte sammensætningen af kollisionslegemet.
"Plutos kerne er så kold, at klipperne forblev faste og ikke smeltede, på trods af varmen fra sammenstødet, og på grund af anslagsvinklen og den lave hastighed sank slaglegemets kerne ikke ned i Plutos kerne, men forblev intakt som et sprøjt på det," sagde forskerne. "Et eller andet sted under overfladen er der en rest af kernen af en anden massiv krop, som Pluto aldrig fordøjede." Styrken af kernen og den relativt lave hastighed var nøglen til succesen med disse simuleringer, da en lavere styrke ville have resulteret i en meget symmetrisk form af den resterende overflade, i modsætning til dråbeformen set. New Horizons.
Denne undersøgelse deler også ny information om Plutos interne struktur. Faktisk er en kæmpe indvirkning som den modellerede meget mere sandsynlig end en, der fandt sted meget tidligt i Plutos historie. Dette skaber dog et problem: En gigantisk depression som den i denne region skulle ifølge fysikkens love langsomt bevæge sig mod dværgplanetens pol over tid, fordi den har et masseunderskud. Den ligger dog paradoksalt nok nær ækvator.
Den tidligere teoretiske forklaring var, at Pluto har et underjordisk hav af flydende vand. Ifølge denne forklaring ville Plutos isskorpe være tyndere i området af Sputnik-sletten, hvilket ville få havet til at bule, og da flydende vand er tættere end is, ville resultatet være et overskud af masse, der ville få det til at migrere mod ækvator.
En ny undersøgelse giver dog et alternativt syn. "I vores simuleringer er hele Plutos urkappe blevet ødelagt af kollisionen, og da kernematerialet falder ned på Plutos kerne, skaber det et lokalt masseoverskud, der kunne forklare migration mod ækvator uden et hav under overfladen, eller højst med et meget tyndt hav. hav," - bemærker videnskabsmænd.
Læs også: