Астрономы предложили объяснение загадочным льдам Плутона

Японские астрономы провели моделирование, позволившее объяснить странную концентрацию азотного льда в нижних широтах Плутона. Соответствующая статья опубликована в журнале Nature.

После того как земной зонд в 2015 году впервые получил чёткие изображения Плутона, перед планетологами встал ряд острых вопросов. В нижних широтах этой планеты была обнаружена равнина Спутник, на которой доминировал ледник из азотного льда с примесью метана и угарного газа. Толщина ледника достигает четырёх километров, а его площадь — тысячи квадратных километров.
Поверхность ледника гладкая, что для тел с разреженной атмосферой типа Плутона в теории невозможно. Эта гладкость указывает на недавнее "омоложение" — геологическую или иную активность, уничтожившую следы древних кратеров, которые были раньше на месте ледника. Однако для геологической активности у Плутона не должно хватать энергии. По расчётам, ядро такой маленькой планеты обязано было давно остыть.
Учёные построили модель того, как функционировала атмосфера Плутона на протяжении нескольких тысяч лет, и обнаружили, что эта модель во многом объясняет аномалии равнины Спутник. По их расчётам, на севере и юге Плутона во время местных зимних и летних периодов слишком жарко для существования азотного льда. Поэтому он испаряется и образует азотную атмосферу. У Плутона она оказалась в несколько раз более плотной, чем ожидалось до полёта зонда New Horizons.
Согласно модели, в глубоких долинах экваториальной зоны процессы испарения азотных льдов не шли. Наоборот, азот, который испарялся изо льда у полюсов планеты, постепенно накапливался во впадинах близ экватора, где его не касались лучи Солнца. Из-за низкой плотности газовой оболочки перенос тепла атмосферой сам по себе, без помощи солнечных лучей не мог растопить льды во впадинах.
Модель точно совпадает с наблюдаемой на Плутоне картиной, а также предсказывает образование азотных ледников толщиной до нескольких километров в районах вроде равнины Спутник, распложенных в низких широтах планеты. Кроме этого, модель разъясняет и другие странности в наблюдениях Плутона.
В 1980-х астрономы зафиксировали странный блеск в районе полюсов малой планеты. В 1990-х его перестали обнаруживать на снимках. Модель показывает, что в периоды, когда Плутон находится дальше от Солнца (его орбита очень вытянута, и колебания освещённости в разных её точках доходят до десятков процентов), у полюсов может выпадать лёд — как азотный, так и метановый. Такие яркие ледовые шапки — временное явление. В последние десятилетия Плутон приближается к Солнцу, и шапки на нём испарились. Это объясняет их пропажу из поля зрения телескопов в 1990-х.