За новыми горизонтами - Дэвид Гринспун

Эффектные фотографии Плутона, освещенного Солнцем сзади, сделанные, когда «Новые горизонты» удалялись от планеты, «оглядываясь» на цель своего пролета, ярко демонстрируют красивую голубую атмосферу Плутона. Но на этих потрясающих фотографиях также можно увидеть десятки тонких слоев атмосферной дымки, висящей в холодном азотном воздухе планеты. Эта обширная атмосферная дымка простирается, по крайней мере, на 480 км над поверхностью Плутона и образует концентрические слои, которые тянутся вдоль на многие сотни километров над самым разнообразным рельефом. Эта дымка появилась из-за сложных химических процессов в атмосфере Плутона, она чем-то схожа с органической дымкой, наблюдаемой в атмосфере спутника Сатурна Титана. Так же как и на Титане, из метана, имеющегося в составе атмосферы, под действием солнечного света образуются молекулы сложных органических соединений, которые в конце концов выпадают на поверхность Плутона, чем и обусловлен его красноватый оттенок.

Все планеты, имеющие атмосферу, постоянно теряют некоторое количество составляющих ее газов, рассеивающихся в космическом пространстве. Поскольку Плутон — это очень маленькая планета с низкой гравитацией и низкой скоростью убегания, ожидалось, что его метаново-азотная атмосфера теряется очень быстро. Но, к всеобщему удивлению, неожиданные результаты измерений, сделанных «Новыми горизонтами», показали, что уровень потери азота гораздо ниже, чем было предсказано на моделях, — на самом деле утечка атмосферы идет более чем в 10 000 раз медленнее! Возможно, причина в том, что верхние слои атмосферы оказались гораздо холоднее, чем ожидалось. Это означает, что молекулы двигаются с куда более низкими скоростями, и среди них гораздо меньше тех, которые достигают скорости убегания. Причина того, почему атмосфера является настолько холодной, пока остается невыясненной.

Мы знаем, что атмосферное давление на Плутоне значительно изменяется в зависимости от температуры поверхности. Также мы знаем, что оно должно существенно изменяться со временем, когда планета проходит через свой климатический цикл длительностью в миллионы лет, а ее орбита и скорость вращения вокруг своей оси медленно колеблются, изменяя угол падения солнечного света и его количество, согревающее различные части поверхности. Все эти явления были предсказаны еще до пролета, но «Новые горизонты» обнаружили несколько доказательств, указывающих на то, что в прошлом у поверхности Плутона давление было значительно выше. Среди них — существование «стиральных досок», дюн, каналов, которые могли быть заполнены текущей жидкостью, и даже одной характерной особенности рельефа, которая выглядит как замерзшее озеро в горной долине.

Гигантский ледник Равнина Спутника находится практически точно в «противохаронной точке». Это означает, что он расположен в месте, которое противоположно тому участку поверхности Плутона, где Харон, привязанный приливными силами, всегда стоит прямо над головой. Почему ледник оказался именно там? Есть мнение, что дополнительный вес льда в кратере Равнины Спутника сам по себе мог привести к появлению приливных сил, которые заставили кратер переместиться в это положение. Тем не менее подобное могло произойти только в том случае, если внутреннее каменистое ядро Плутона и его внешняя ледяная кора не связаны друг с другом силой трения из-за существования океана с жидкой водой под ледяной корой. С тестами, которые с полной определенностью могут доказать наличие такого внутреннего океана, придется подождать до полета к Плутону будущего орбитального аппарата, но даже сейчас мы можем задать вопрос: а может ли этот океан быть обитаемым? Могут ли там быть плутоновские формы жизни, плавающие в глубине, под ледяной поверхностью планеты? Бытующее в настоящее время среди астробиологов мнение приводит к выводу, что жидкая вода может быть принципиально необходимым фактором для наличия жизни, наряду с молекулами органических веществ и потоком энергии. Кажется возможным, что все эти условия могут быть в наличии на Плутоне и других мирах с внутренними океанами, таких как Европа и Энцелад.

Северное и южное полушария Харона разделяет огромный комплекс долин и скал, который тянется более чем на 1500 км и пролегает под острым углом от экватора с юго-запада на северо-восток. Геологический анализ показывает, что эта область является огромным поясом растяжения, что означает: поверхность Плутона в этом месте была подвергнута приразломному растяжению из-за ряда зияющих пропастей, возникших под воздействием сил расширения. Что могло заставить Харон потрескаться посередине таким образом? Чтобы возникли силы, достаточные для того, чтобы разбить его твердую поверхность, Харон, по всей видимости, должен был расширяться изнутри, как бутылка с напитком, которая взорвется, если вы оставите ее надолго в морозилке. Возможно, то, что произошло в действительности, похоже именно на это. Половину массы внутреннего ядра Харона составляет водяной лед, и мы знаем, что во время формирования спутника его ядро было горячим, из-за чего водяной лед стал жидкостью. Со временем, при остывании, замерзание льда вызвало внутреннее расширение, в результате закончившееся появлением огромного тектонического пояса, который мы наблюдаем.

Возможно, самой заметной характерной чертой поверхности Харона является его темная полярная шапка, имеющая красноватый оттенок. Иногда ее также называют полярным «пятном», поскольку она выглядит достаточно расплывчатой, как будто набрызгана из пульверизатора поверх лежащего под ней полярного грунта. Ничего подобного никогда не наблюдали ни на одном из тел нашей Солнечной системы. Основным объяснением появления этой красной полярной шапки является утечка из верхних слоев атмосферы Плутона некоторого количества метана, который достигает Харона и в основном оседает на его полюсах — самых холодных местах спутника. Имитации процесса, проведенные в научных лабораториях на Земле, показали, что на Хароне метан под воздействием солнечного света и солнечного ветра превращается в более тяжелые углеводородные соединения, которые дают темно-красный цвет — именно такой, какой мы можем наблюдать на полюсах Харона. Эти соединения не являются летучими, то есть они не испаряются. Эта странная связь между Плутоном и Хароном, когда вещество с Плутона медленно — в течение миллиардов лет — перемещается на Харон, напоминает о некоторых видах двойных звезд, которые обмениваются веществом благодаря силе притяжения. Также это отлично подходит к описанию системы Плутона любителями фантастики, которое часто можно встретить.