Такой разный Плутон…

Новые снимки карликовой планеты Плутон (134340 Pluto), продолжающие поступать с борта американского зонда New Horizons, демонстрируют нам все новые и новые лики этого далекого загадочного мира. Ученые пока не могут предложить удовлетворительное объяснение, каким образом на этом небольшом небесном теле оказалось сосредоточено столько разнородных ландшафтов, отличающихся по своему происхождению, возрасту и просто внешнему виду. В разных местах на поверхности находят водяной лед, азотный снег и непонятное коричневое вещество, скорее всего, представляющее собой результат полимеризации продуктов распада метана (простейшего углеводорода с формулой CH4), вызванного действием ультрафиолетового излучения Солнца. Без преувеличения можно утверждать, что три этих химических соединения — вода, азот и метан — с небольшими примесями твердого угарного газа CO так или иначе входят в состав всех наблюдаемых поверхностных структур. Они же, за исключением воды, являются главными составляющими плутонианской атмосферы. Это кардинальным образом отличает Плутон от скалистых планет земной группы, делая его больше похожим на газовые и ледяные гиганты.

Ледяные каньоны в окрестностях северного полюса

Интересную историю о прошлом Плутона рассказывают фотографии его северных околополярных областей, сделанные зондом New Horizons вскоре после момента максимального сближения 14 июля 2015 г. На снимках с искусственно усиленными цветами видна система неглубоких параллельных каньонов, среди которых выделяется один, проходящий недалеко от точки полюса и имеющий ширину до 75 км (ширина остальных не превышает 10 км).

Небольшая глубина этих образований и сглаженные края свидетельствуют о весьма солидном возрасте; вдобавок их наличие однозначно указывает на тектонические процессы, происходившие на ранних стадиях эволюции карликовой планеты. Белый материал, заполняющий все впадины, скорее всего, представляет собой снег из твердого азота с незначительными примесями метана. Последний присутствует и на возвышенностях — места его повышенной концентрации заметны как желтоватые участки, на которых это соединение дольше подвергалось воздействию ультрафиолетового излучения Солнца, приводящего к образованию нелетучих окрашенных высокомолекулярных углеводородов.

Регион, запечатленный на снимке, предложили назвать в честь Персиваля Лоуэлла (Percival Lowell) — большого энтузиаста поисков «Планеты X» и основателя Лоуэлловской обсерватории, на которой был открыт Плутон.

Метановый снег на горных хребтах Плутона

Самую крупную темную область Плутона, неофициально названную «регионом Ктулху» (Cthulhu Regio), пересекает горная цепь, вершины которой укрыты метановым льдом. Их обнаружили по данным мультиспектральной камеры MVIC (Ralph/Multispectral Visible Imaging Camera) космического аппарата New Horizons.

Регион Ктулху простирается параллельно плутонианскому экватору в южном полушарии карликовой планеты на расстояние, превышающее ее диаметр (около 3 тыс. км). Его ширина достигает 700 км, а площадь превышает 1,8 млн км2, что немного меньше площади Мексики. Причиной темного — точнее, темно-коричневого — цвета поверхности обширной низменности, вероятнее всего, являются нелетучие органические полимеры (толины), накапливавшиеся там на протяжении миллиардов лет. Эти полимеры образуются в результате фотохимических реакций из молекул метана, облучаемых солнечным светом.

Отложения почти чистого твердого метана открыты спектральными методами на вершинах горного хребта длиной около 420 км, расположенного на юго-востоке региона среди многочисленных кратеров. На монохромных крупномасштабных снимках возвышенные участки местности выглядят почти белыми (на врезке области повышенной концентрации метана показаны условным лиловым цветом). Возможно, здесь мы имеем дело с сезонным процессом конденсации летучих веществ из атмосферы, начинающимся во время удаления Плутона от Солнца при его движении по эллиптической орбите.

В других местах, попавших в поле зрения камер космического аппарата, регион Ктулху демонстрирует весьма разнообразный рельеф — от почти гладкой до сильно кратерированной и растрескавшейся поверхности.

Кто укусил планету?

Рабочая группа миссии New Horizons обнаружила странное образование, похожее на гигантский «укус» на поверхности Плутона. Нижняя (южная) часть врезки слева демонстрирует кратерированное плато, для которого предложено название «Земля Веги» (Vega Terra). Рядом расположена сравнительно молодая, почти не содержащая кратеров «равнина Пири» (Piri Planitia). Ее пересекает по диагонали глубокий «разлом Инанны» (Inanna Fossa),который тянется почти на 600 км на восток — к западной окраине азотных ледников, укрывающих «Равнину Спутника».

На правой части врезки — данные спектрометра LEISA (Ralph/Linear Etalon Imaging Spectral Array) космического аппарата New Horizons, говорящие о том, что возвышенная часть плато южнее системы утесов «Стена Пири» (Piri Rupes) укрыта светлыми отложениями с высоким содержанием метана, показанными условным фиолетовым цветом. Ученые предполагают, что на поверхности утесов происходит медленная сублимация метана (переход из твердого состояния непосредственно в газообразное), благодаря чему они постепенно «отступают» к югу, оставляя за собой «свежую» поверхность равнины, обогащенную, судя по тем же спектральным данным, водяным льдом — его залежи на врезке выделены синим цветом. Лед на Плутоне играет роль базовых «скалистых» пород, аналогичную той, которую выполняют на Земле силикаты и алюмосиликаты. Происхождение достаточно толстого слоя замерзшего метана, укрывающего ледяную «подложку», пока непонятно.