Οι επιστήμονες έλυσαν επιτέλους το μυστήριο για το πώς ένα γιγάντιο αντικείμενο σε σχήμα καρδιάς εμφανίστηκε στην επιφάνεια του Πλούτωνα. Μια διεθνής ομάδα αστροφυσικών αναπαρήγαγε για πρώτη φορά με επιτυχία το ασυνήθιστο σχήμα με τη βοήθεια αριθμητικών προσομοιώσεων και το απέδωσε σε μια τεράστια αλλά αργή πρόσκρουση σε οξεία γωνία.
Από τις κάμερες της αποστολής NASA Το New Horizons ανακάλυψε μια μεγάλη δομή σε σχήμα καρδιάς στην επιφάνεια του νάνου πλανήτη Πλούτωνα το 2015, ένα εύρημα που μπέρδεψε τους επιστήμονες με το μοναδικό σχήμα, τη γεωλογική σύνθεση και το ύψος του. Έτσι οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν αριθμητικές προσομοιώσεις για να διερευνήσουν την προέλευση του δυτικού τμήματος του επιφανειακού αντικειμένου του Πλούτωνα σε σχήμα καρδιάς, που ονομάζεται Sputnik Planitia.
Σύμφωνα με έρευνες, ένας κατακλυσμός συνέβη στην πρώιμη ιστορία του Πλούτωνα που επηρέασε τον σχηματισμό αυτής της περιοχής. Ήταν σύγκρουση με ένα πλανητικό σώμα περίπου 700 km σε διάμετρο, περίπου διπλάσιο από το μέγεθος της Ελβετίας από τα ανατολικά προς τα δυτικά. Τα ευρήματα της ομάδας υποδηλώνουν επίσης ότι η εσωτερική δομή του Πλούτωνα είναι διαφορετική από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως και ότι δεν έχει υπόγειο ωκεανό.
Η καρδιά του Πλούτωνα, γνωστή και ως Περιοχή Τόμπο, έχει προσελκύσει την προσοχή του κοινού και το επιστημονικό ενδιαφέρον επειδή καλύπτεται από υλικό υψηλής αλβέντο που αντανακλά περισσότερο φως από το περιβάλλον, δίνοντάς του ένα πιο λευκό χρώμα. Ωστόσο, η καρδιά δεν αποτελείται από ένα στοιχείο. Το δυτικό τμήμα του καταλαμβάνει έκταση 1200×2000 km, που ισοδυναμεί με το ένα τέταρτο της Ευρώπης. Ωστόσο, είναι εντυπωσιακό ότι αυτή η περιοχή είναι 3-4 χιλιόμετρα χαμηλότερη σε υψόμετρο από το μεγαλύτερο μέρος της επιφάνειας του Πλούτωνα.
«Η φωτεινή εμφάνιση της δορυφορικής πεδιάδας εξηγείται από το γεγονός ότι είναι κυρίως γεμάτη με λευκό πάγο αζώτου, ο οποίος κινείται και μεταφέρεται, ισοπεδώνοντας συνεχώς την επιφάνεια. Αυτό το άζωτο, πιθανότατα, συσσωρεύτηκε γρήγορα μετά τη σύγκρουση λόγω του χαμηλότερου υψομέτρου», λένε οι επιστήμονες. Το ανατολικό τμήμα της καρδιάς καλύπτεται επίσης με ένα παρόμοιο αλλά πολύ πιο λεπτό στρώμα πάγου αζώτου, η προέλευση του οποίου είναι ακόμα ασαφής στους επιστήμονες.
«Το επίμηκες σχήμα της περιοχής δείχνει πειστικά ότι δεν ήταν μια άμεση μετωπική σύγκρουση, αλλά μάλλον μια λοξή σύγκρουση», προσθέτουν οι επιστήμονες. Η ομάδα χρησιμοποίησε λογισμικό προσομοίωσης υδροδυναμικής εξομάλυνσης σωματιδίων (SPH) για να αναδημιουργήσει ψηφιακά τέτοιες συγκρούσεις, μεταβάλλοντας τόσο τη σύνθεση του Πλούτωνα και του κρουστικού εκκρεμούς του, όσο και την ταχύτητα και τη γωνία σύγκρουσης. Οι προσομοιώσεις επιβεβαίωσαν τις υποψίες των επιστημόνων για την λοξή γωνία σύγκρουσης και προσδιόρισαν τη σύνθεση του σώματος κρούσης.
«Ο πυρήνας του Πλούτωνα είναι τόσο ψυχρός που τα πετρώματα παρέμειναν στερεά και δεν έλιωσαν, παρά τη θερμότητα από την πρόσκρουση, και λόγω της γωνίας πρόσκρουσης και της χαμηλής ταχύτητας, ο πυρήνας του κρουστικού δεν βυθίστηκε στον πυρήνα του Πλούτωνα, αλλά παρέμεινε άθικτος ως παφλασμός στον αυτό», είπαν οι επιστήμονες. «Κάπου κάτω από την επιφάνεια υπάρχει ένα υπόλειμμα του πυρήνα ενός άλλου τεράστιου σώματος που ο Πλούτωνας δεν πέψε ποτέ». Η αντοχή του πυρήνα και η σχετικά χαμηλή ταχύτητα ήταν το κλειδί για την επιτυχία αυτών των προσομοιώσεων, καθώς μια χαμηλότερη αντοχή θα είχε ως αποτέλεσμα ένα πολύ συμμετρικό σχήμα της υπολειπόμενης επιφάνειας, σε αντίθεση με το σχήμα σταγονιδίων που φαίνεται New Horizons.
Αυτή η μελέτη μοιράζεται επίσης νέες πληροφορίες σχετικά με την εσωτερική δομή του Πλούτωνα. Στην πραγματικότητα, μια γιγαντιαία πρόσκρουση όπως αυτή που διαμορφώθηκε είναι πολύ πιο πιθανή από αυτή που συνέβη πολύ νωρίς στην ιστορία του Πλούτωνα. Ωστόσο, αυτό δημιουργεί ένα πρόβλημα: μια γιγάντια κατάθλιψη όπως αυτή σε αυτήν την περιοχή θα έπρεπε, σύμφωνα με τους νόμους της φυσικής, να κινηθεί αργά προς τον πόλο του νάνου πλανήτη με την πάροδο του χρόνου, επειδή έχει έλλειμμα μάζας. Ωστόσο, παραδόξως βρίσκεται κοντά στον ισημερινό.
Η προηγούμενη θεωρητική εξήγηση ήταν ότι ο Πλούτωνας έχει έναν υπόγειο ωκεανό υγρού νερού. Σύμφωνα με αυτή την εξήγηση, ο παγωμένος φλοιός του Πλούτωνα θα ήταν λεπτότερος στην περιοχή της πεδιάδας του Σπούτνικ, γεγονός που θα προκαλούσε διόγκωση του ωκεανού και δεδομένου ότι το υγρό νερό είναι πυκνότερο από τον πάγο, το αποτέλεσμα θα ήταν μια περίσσεια μάζας που θα τον αναγκάσει να μεταναστεύσει προς τον ισημερινό.
Ωστόσο, μια νέα μελέτη προσφέρει μια εναλλακτική άποψη. «Στις προσομοιώσεις μας, όλος ο αρχέγονος μανδύας του Πλούτωνα έχει καταστραφεί από τη σύγκρουση, και καθώς το υλικό του πυρήνα πέφτει στον πυρήνα του Πλούτωνα, δημιουργεί μια τοπική περίσσεια μάζας που θα μπορούσε να εξηγήσει τη μετανάστευση προς τον ισημερινό χωρίς ωκεανό κάτω από την επιφάνεια, ή το πολύ με πολύ λεπτό ωκεανός», σημειώνουν οι επιστήμονες.
Διαβάστε επίσης: