• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • 10 coola saker vi lärde oss om Pluto från New Horizons

    Förbättrad global färgvy av Pluto, tagen när NASA:s rymdfarkost New Horizons var 280, 000 miles (450, 000 kilometer) bort. Kredit:NASA/JHUAPL/SwRI

    Idag för fem år sedan NASA:s rymdfarkost New Horizons skrev historia. Efter en resa på nästan 10 år och mer än 3 miljarder miles, den orädda sonden i pianostorlek flög inom 7, 800 miles av Pluto. För första gången någonsin, vi såg ytan av denna avlägsna värld i spektakulära, färgad detalj.

    Mötet – som också inkluderade en detaljerad titt på den största av Plutos fem månar, Charon – avslutade den första spaning av planeterna som startade av NASA:s Mariner 2 mer än 50 år tidigare, och avslöjade en isig värld fylld av magnifika landskap och geologi - höga berg, gigantiska inlandsisar, gropar, scarps, dalar och terräng som inte syns någon annanstans i solsystemet.

    Och det var bara början.

    Under de fem åren sedan den banbrytande förbiflygningen, Nästan varje gissning om att Pluto möjligen är en inert isboll har kastats ut genom fönstret eller vänts på huvudet.

    "Det är klart för mig att solsystemet sparade det bästa till sist!" sa Alan Stern, New Horizons huvudutredare från Southwest Research Institute, Flyttblock, Colorado. "Vi kunde inte ha utforskat en mer fascinerande eller vetenskapligt viktig planet i utkanten av vårt solsystem. New Horizons-teamet arbetade i 15 år med att planera och genomföra denna förbiflygning och Pluto betalade oss tillbaka i spader!"

    Forskare vet nu att trots att det bokstavligen är ute i kylan, Pluto är en spännande, en aktiv och vetenskapligt värdefull värld. Otroligt, den har till och med några av nycklarna för att bättre förstå de andra små planeterna längst bort i vårt solsystem.

    Här är 10 av de coolaste, konstigaste och mest oväntade rön forskare om Pluto-systemet som forskare har lärt sig sedan 2015, tack vare data från New Horizons.

    1. Pluto har ett "hjärta, " och det driver aktivitet på planeten

    Ibland måste man bara följa sitt hjärta, och Pluto verkar ha tagit det rådet helt bokstavligt.

    Plutos hjärta – en av signaturfunktionerna som New Horizons observerades vid inflygning och avbildades i hög upplösning under förbiflygningen – är en stor, miljoner kvadratkilometer kväveglaciär. Hjärtats vänstra kammare, kallas Sputnik Planitia, bokstavligen tvingade dvärgplaneten att omorientera sig så att bassängen nu vetter nästan rakt emot Plutos måne Charon.

    Naturlig färgvy av Pluto och dess stora måne Charon, sammanställd från bilder tagna av NASA:s rymdfarkost New Horizons den 13 och 14 juli, 2015. Kredit:NASA/JHUAPL/SwRI

    "Det är en process som kallas äkta polarvandring - det är när en planetkropp ändrar sin spinnaxel, vanligtvis som svar på stora geologiska processer, sa James Tuttle, en planetforskare och New Horizons-teammedlem vid Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien.

    Sputnik Planitias nuvarande position är ingen tillfällighet. Det är en köldfälla, där kväveisar har samlats för att skapa en inlandsis som är minst 4 kilometer tjock. Den ständiga obalansen i den rejäla massan, kombinerat med tidvattendragen och dragen av Charon när den kretsade runt Pluto, bokstavligen tippade dvärgplaneten så att bassängen hamnade närmare tidvattenaxeln mellan Pluto och Charon.

    "Den händelsen var sannolikt också ansvarig för att spräcka Plutos yta och skapa de många gigantiska felen i dess skorpa som sicksackar över stora delar av Pluto, " sa Tuttle.

    Bassängen tros ha bildats nordväst om sin nuvarande plats, och närmare Plutos nordpol. Och om is skulle fortsätta att samlas på bassängen, Pluto kommer att fortsätta att omorientera sig.

    Men det finns mer i den historien...

    2. Det finns förmodligen en stor, flytande, vattenhav som skvalpar under Plutos yta

    Samlade isar är kanske inte det enda som hjälpte till att omorientera Sputnik Planitia. New Horizons-data från bassängen visade att det kan finnas en tyngre massa under den som spelade en roll, och forskare misstänker att den tyngre massan är ett vattenhav.

    "Det var en häpnadsväckande upptäckt, " Sa Tuttle. "Det skulle göra Pluto till en svårfångad 'havvärld', "i samma veva som Europa, Enceladus och Titan." Flera andra bevis, inklusive tektoniska strukturer som ses i New Horizons bilder, pekar också på ett hav under Plutos skorpa.

    Sputnik Planitia skapades sannolikt för cirka 4 miljarder år sedan av nedslaget av ett Kuiperbält-objekt 30 till 60 miles (50 till 100 kilometer) tvärs över som skar ut en massiv del av Plutos isiga skorpa och lämnade bara en tunn, svagt lager vid bassängens golv. Ett hav under ytan trängde sannolikt in i bassängen underifrån genom att trycka upp mot den försvagade skorpan, och senare lades den tjocka kväveis som man nu ser där ovanpå.

    Nya modeller baserade på bilder av planeten tyder på att detta flytande hav kan ha uppstått från en snabb, våldsam bildning av Pluto.

    Illustration av Sputnik Planitia vid Pluto. Kredit:James Tuttle Keane

    3. Pluto kan fortfarande vara tektoniskt aktiv eftersom det flytande havet fortfarande är flytande

    Enorma förkastningar sträcker sig över hundratals miles och skär ungefär 4,5 km in i den isiga skorpan som täcker Plutos yta. Ett av de enda sätten som forskare motiverar att Pluto fick dessa sprickor, fastän, sker genom att ett hav gradvis fryser under dess yta.

    Vatten expanderar när det fryser, och under en isig skorpa, att expansion kommer att trycka och spricka ytan, precis som en isbit i frysen. Men om temperaturen är tillräckligt låg och trycket tillräckligt högt, vattenkristaller kan börja bilda en mer kompakt kristallkonfiguration och isen kommer återigen att dra ihop sig.

    Modeller som använder New Horizons data visade att Pluto har förutsättningarna för den typen av sammandragning, men den har inga kända geologiska egenskaper som tyder på att sammandragning har inträffat. Till forskare, det betyder att havet under ytan fortfarande håller på att frysa och potentiellt skapar nya fel på ytan idag.

    "Om Pluto är en aktiv havsvärld, då tyder det på att Kuiperbältet kan vara fyllt med andra havsvärldar bland dess dvärgplaneter, dramatiskt utöka antalet potentiellt beboeliga platser i vårt solsystem, " sa Tuttle.

    Men medan Plutos flytande hav sannolikt fortfarande existerar idag, Forskare misstänker att den är isolerad på de flesta ställen (men inte under Sputnik) av nästan 200 miles (320 kilometer) is. Det betyder att den förmodligen inte kommer i kontakt med ytan idag; men förr i tiden, det kan ha sipprat ut genom vulkanisk aktivitet som kallas kryovulkanism.

    4. Pluto var – och kan fortfarande vara – vulkaniskt aktiv

    Men kanske inte "vulkaniskt" på det sätt som man kanske tror.

    På jorden, smält lava spottar, dreglar, bubblor, och bryter ut från undervattenssprickor genom vulkaner som sitter milsvida och sticker ut från haven, som på Hawaii. Men på Pluto, det finns många tecken på att en sorts förkylning, slaskig kryolava har hällt ut över ytan på olika ställen.

    Forskare kallar det "kryovulkanism".

    Illustration av den inre strukturen av Sputnik Planitia vid Pluto. Kredit:James Tuttle Keane

    Wright Mons och Piccard Mons, två stora berg söder om Sputnik Planitia, var och en bär en djup central grop som forskarna tror sannolikt är munnar på kryovolanoer som inte liknar alla andra som finns i solsystemet.

    Väster om Sputnik ligger Viking Terra, med sina långa sprickor och graben som visar tecken på en gång flytande kryolavas över hela ytan också där.

    Och längre väster om Sputnik Planitia ligger Virgil Fossae-regionen, där ammoniakrika kryolava verkar ha spruckit upp till ytan och täckt ett område på flera tusen kvadratkilometer i rödfärgade organiska molekyler för inte mer än 1 miljard år sedan, om inte ännu mer nyligen.

    Och på tal om nyligen...

    5. Glaciärer skär över Plutos yta än idag, och de har gjort det i miljarder år

    Pluto ansluter sig till jordens led, Mars, och en handfull månar som har aktivt strömmande glaciärer.

    Öster om Sputnik Planitia finns dussintals (mestadels) kväve-isglaciärer som rinner ner från gropiga högland till bassängen, skära ut dalar medan de går. Forskare misstänker säsongsbetonade och "megasäsongsbetonade" cykler av kväveisar som sublimerar från is till ånga, sväva runt dvärgplaneten och sedan frysa tillbaka på ytan är källan till glaciärisen.

    Men dessa glaciärer är inte som våra egna vattenisglaciärer här på jorden. För en, någon smälta inom dem kommer inte att falla mot glaciärens botten – den kommer att stiga till toppen, eftersom flytande kväve är mindre tät än fast kväve. När det flytande kvävet kommer ut på toppen av glaciären, det kan till och med få utbrott som jetstrålar eller gejsrar.

    Dessutom, det finns det faktum att en del av Plutos yta består av vattenis, som är något mindre tät än kväveis. När Plutos glaciärer skär ytan, några av dessa vatten-is "klippor" kommer att stiga upp genom glaciären och flyta som isberg. Sådana isberg ses i flera New Horizons-bilder av Sputnik Planitia, den största av Plutos kända glaciärer, som sträcker sig mer än 620 miles (1, 000 kilometer) tvärs över — ungefär lika stor som Oklahoma och Texas tillsammans.

    Denna detaljerade bild av glaciärerna i Plutos Sputnik Planitia, cirka 50 mil bred, visar tusentals gropar i sin yta av kväveis samt större cirkulationsmönster. Forskare misstänker att "öarna" är flytande berg av vattenis, eller kanske toppen av isberg. Kredit:NASA/JHUAPL/SwRI

    6. Pluto har värmekonvektionsceller på sin gigantiska glaciär Sputnik

    Zooma in nära ytan av Sputnik Planitia och du kommer att se något som inte liknar någon annanstans i solsystemet:ett nätverk av konstiga polygonala former i isen, var och en minst 6 miles (10 kilometer) i diameter, kannar på glaciärens yta.

    Även om de liknar celler under ett mikroskop, dessa är inte; de är bevis på att Plutos inre värme försöker fly från under glaciären, och bildar bubblor av uppströmmande och nedåtgående kväveis, något som en varm lavalampa.

    Varm is stiger upp i mitten av cellerna medan kall is sjunker längs deras kanter. Det finns inget liknande i någon av jordens glaciärer, och eller någon annanstans i solsystemet som vi har utforskat!

    7. Pluto har ett bankande "hjärta" som styr dess atmosfär och klimat

    Kallt och vidsträckt som Pluto kan vara, dess iskalla "hjärta" slår fortfarande varje dag, rytmisk trumma som driver Plutos atmosfär och klimat mycket på det sätt som Grönland och Antarktis hjälper till att kontrollera jordens klimat.

    Kväveisar i Plutos hjärtformade Tombaugh Regio går igenom en cykel varje dag, sublimerar från is till ånga i dagsljus och kondenserar tillbaka på ytan under den kyliga natten. Varje runda fungerar som ett hjärtslag, driver kvävevindar som cirkulerar runt planeten i upp till 20 mph.

    "Plutos hjärta styr faktiskt dess atmosfärs cirkulation, ", sa Tanguy Bertrand, en planetforskare vid NASA Ames Research Center i Mountain View, Kalifornien.

    Sofistikerade väderprognosmodeller som Bertrand har skapat med hjälp av New Horizons-data visar att när dessa isar sublimerar i de norra delarna av Plutos iskalla hjärta och fryser ut i den södra delen, de driver friska vindar i västlig riktning - märkligt mitt emot Plutos österut.

    Dessa västliga vindar, stöter upp mot den robusta topografin i utkanten av Plutos hjärta, förklara varför det finns vindstrimmor på den västra kanten av Sputnik Planitia, en anmärkningsvärd upptäckt med tanke på att Plutos atmosfär bara är 1/100, 000:e av jordens, sa Bertrand. De förklarar också några andra överraskande ökenliknande egenskaper...

    Forskare från NASA:s New Horizons-uppdrag använde toppmoderna datorsimuleringar för att visa att ytan på Plutos Sputnik Planitia är täckt med kurrande isceller som är geologiskt unga och vänder på grund av en process som kallas konvektion. Kredit:NASA/JHUAPL/SwRI

    8. Pluto har sanddyner

    Det är inte Saharaöknen, eller Gobiöknen. Det här är Pluto. Hundratals sanddyner sträcker sig över minst 45 miles (75 kilometer) av den västra kanten av Sputnik Planitia, och forskare misstänker att de bildades nyligen.

    Sanddyner kräver små partiklar och ihållande, drivande vindar som kan lyfta och blåsa sandfläckar eller vad som helst. Och trots sin svaga gravitation, tunn atmosfär, extrem kyla och hela ytsammansättningen av isar, Pluto hade tydligen (eller kanske fortfarande har) allt som behövdes för att göra sanddyner.

    Vatten-isberg på de nordvästra utkanterna av Sputnikglaciären kan ge partiklarna, och Plutos bankande kväve "hjärta" ger vindar. Istället för kvarts, basalt- och gipssand som blåser av ibland stormvindar på jorden, fastän, Forskare misstänker att sanddynerna på Pluto är sandstora korn av metanis som bärs av vindar som inte blåser mer än 20 mph, även med tanke på sanddynernas storlek, vindarna kan ha varit starkare och atmosfären mycket tjockare tidigare.

    9. Pluto och Charon har nästan inga små kratrar, och det har stora konsekvenser

    Att hitta kratrar på planeternas yta är typ normen i rymden. Men om det är en onormal sak med Pluto-systemet, det är att varken Pluto eller Charon har många små kratrar – de är nästan alla stora.

    "Det förvånade oss eftersom det fanns färre små kratrar än vi förväntade oss, vilket innebär att det också finns färre små Kuiperbältsobjekt än vi förväntade oss, sa Kelsi Singer, en New Horizons biträdande projektforskare och samutredare från Southwest Research Institute i Boulder, Colorado.

    Analyser av kraterbilder från New Horizons indikerar att få föremål mindre än cirka en mil i diameter bombarderade någon av världens. Eftersom forskare inte har någon anledning att tro att tektonisk aktivitet företrädesvis skulle ha torkat ytan ren på dessa små kratrar, Det kan betyda att Kuiperbältet mestadels saknar mycket små föremål.

    "Dessa resultat ger oss ledtrådar om hur solsystemet bildades eftersom de berättar om populationen av byggstenar av större objekt, som Pluto och kanske jorden, " sa Singer.

    "Varje gång vi går någonstans nytt i solsystemet, vi hittar överraskningar som utmanar nuvarande teorier, " tillade Singer. "The New Horizons förbiflygning gjorde just det, och på många sätt!"

    9. Närbild av de oländiga isiga kratrarna i Plutos Burney Basin. Kredit:NASA/JHUAPL/SwRI

    10. Charon hade ett vulkaniskt förflutet, och det kan vara nyckeln till att förstå andra isiga världar

    New Horizons tog också fantastiska bilder av Plutos måne Charon, och de avslöjade en del överraskande geologi där också.

    På sidan av Charon som New Horizons avbildade i hög upplösning, Charon har två distinkta terrängtyper:en enorm, Slätt som sträcker sig söderut officiellt kallad Vulcan Planitia som är minst lika stor som Kalifornien, och en oländig terräng kallad Oz Terra som sträcker sig norrut till Charons nordpol. Båda verkar ha bildats från frysning och expansion av (du gissade rätt!), ett gammalt hav under Charons skorpa.

    Måttlig expansion i norr skapade det robusta, bergsterräng i Oz Terra sett idag, medan expansionen i söder tvingade sig igenom ventiler, sprickor och andra öppningar som kryolava, spilla över ytan. Faktiskt, Vulcan Planitia tros vara ett gigantiskt kryoflöde som täckte hela regionen tidigt i Charons historia.

    Liknande egenskaper finns på vissa isiga satelliter runt om i solsystemet, inklusive Neptunus jättemåne Triton, Saturnus månar Tethys, Dione och Enceladus, och Uranus månar Miranda och Ariel. Och tack vare de detaljerade bilderna av Charon från New Horizons, modellerna av Charons förflutna är en Rosetta-sten för att hjälpa till att förstå den vulkaniska och geologiska aktiviteten i de andra isiga världarna också.

    "New Horizons förvandlade Pluto från en suddig teleskopisk prick, in i en levande värld med fantastisk mångfald och överraskande komplexitet, sa Hal Weaver, New Horizons-projektforskare vid Johns Hopkins Applied Physics Laboratory i Laurel, Maryland. "Vi blev alla förvånade över mängden fenomen i hela Pluto-systemet, från Charons polarfärgning och gigantiska avgrund, till "isbollen" av de fyra mindre satelliterna som gav värdefulla ledtrådar till systemets ursprung. Pluto-mötet var utforskning när den är som bäst, en verklig hyllning till visionen och uthålligheten hos NASA New Horizons-teamet."


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com