Plutos "isiga hjärta" är ett ljust, tvåflikigt drag på ytan som har lockat forskare ända sedan upptäckten av NASAs New Horizons-team 2015. Av särskilt intresse är hjärtats västra lob, informellt heter Sputnik Planitia, en djup bassäng som innehåller tre sorters is — fruset kväve, metan och kolmonoxid - och förekommer mitt emot Charon, Plutos tidvattenlåsta måne. Sputnik Planitias unika egenskaper har stimulerat ett antal scenarier för dess bildande, som alla identifierar funktionen som en nedslagsbassäng, en fördjupning skapad av en mindre kropp som träffar Pluto i extremt hög hastighet.

En ny studie ledd av Douglas Hamilton, professor i astronomi vid University of Maryland, antyder istället att Sputnik Planitia bildades tidigt i Plutos historia och att dess attribut är oundvikliga konsekvenser av evolutionära processer. Studien publicerades i tidskriften Natur den 1 december, 2016.

"Den största skillnaden mellan min modell och andra är att jag föreslår att inlandsisen bildades tidigt, när Pluto fortfarande snurrade snabbt, och att bassängen bildades senare och inte från ett slag, sa Hamilton, som är huvudförfattare till tidningen. "Inlandsisen ger en lätt asymmetri som antingen låser sig mot eller bort från Charon när Plutos snurr saktar ner för att matcha månens omloppsrörelse."

Med hjälp av en modell han utvecklade, Hamilton fann att den ursprungliga platsen för Sputnik Planitia kunde förklaras av Plutos ovanliga klimat och dess spinnaxel, som lutas 120 grader. För jämförelse, Jordens lutning är 23,5 grader. Modellering av dvärgplanetens temperaturer visade att när medelvärdet beräknades över Plutos 248-åriga omloppsbana, de 30 grader nordliga och sydliga breddgraderna framträdde som de kallaste platserna på dvärgplaneten, mycket kallare än någon av polerna. Is skulle naturligt ha bildats runt dessa breddgrader, inklusive i centrum av Sputnik Planitia, som ligger på 25 grader nordlig latitud.

Hamiltons modell visade också att en liten isavlagring naturligt attraherar mer is genom att reflektera bort solljus och värme. Temperaturerna förblir låga, som drar till sig mer is och håller temperaturen låg, och cykeln upprepas. Detta positiva feedback-fenomen, kallad runaway albedo-effekten, skulle så småningom leda till en enda dominerande inlandsis, som den som observerades på Pluto. Dock, Plutos bassäng är betydligt större än den isvolym den innehåller idag, vilket tyder på att Plutos hjärta långsamt har tappat massa över tiden, nästan som om det höll på att försvinna.

Ändå, den enda inlandsisen representerar en enorm vikt på Plutos yta, tillräckligt för att flytta dvärgplanetens masscentrum. Plutos rotation avtog gradvis på grund av gravitationskrafter från Charon, precis som jorden sakta tappar snurr under liknande krafter från sin måne. Dock, eftersom Charon är så stor och så nära Pluto, processen ledde till att Pluto låste ett ansikte mot sin måne på bara några miljoner år. Den stora massan av Sputnik Planitia skulle ha haft 50 procents chans att antingen vända sig mot Charon direkt eller vända sig så långt bort från månen som möjligt.

"Det är som en Vegas-spelautomat med bara två stater, och Sputnik Planitia hamnade i den senare positionen, centrerad på 175 grader longitud, sa Hamilton.

Det skulle också vara lätt för den ackumulerade isen att skapa sin egen bassäng, helt enkelt genom att trycka ner, enligt Hamilton.

"Plutos stora hjärta väger tungt på den lilla planeten, leder oundvikligen till depression, sa Hamilton, noterar att samma fenomen inträffar på jorden:Grönlandsisen skapade en bassäng och tryckte ner skorpan som den vilar på.

Medan Hamiltons modell kan förklara både latitud och longitud för Sputnik Planitia, samt det faktum att isarna finns i en bassäng, flera andra modeller presenterades också den 1 december, 2016 års nummer av tidskriften Natur .

I en av dessa tidningar, UC Santa Cruz professor i jord- och planetvetenskap Francis Nimmo, Hamilton och deras medförfattare modellerade hur Sputnik Planitia kan ha bildats om dess bassäng orsakades av en stöt, som den som skapade Charon. Deras resultat visade att bassängen kan ha bildats efter att Pluto bromsat sin rotation, migrerar endast något till sin nuvarande plats. Om detta senbildande scenario visar sig korrekt, egenskaperna hos Sputnik Planitia kan antyda närvaron av ett hav under ytan på Pluto.

"Bån av modellerna är gångbar under de rätta förhållandena, ", sade Hamilton. "Även om vi inte definitivt kan dra slutsatsen att det finns ett hav under Plutos isiga skal, vi kan inte heller säga att det inte finns någon."

Även om Pluto fråntogs sin status som planet, en inlandsis är en överraskande jordliknande egenskap. Faktiskt, Pluto är bara den tredje kroppen - Jorden och Mars är de andra - som är känd för att ha en inlandsis. Isarna i Sputnik Planitia kan därför ge tips som är relevanta för mer bekanta isar här på jorden.