Naturliga färgbilder av Pluto tagna av NASA:s New Horizons -rymdfarkoster 2015. Kredit:NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Alex Parker
Ett gasformigt isolerande lager under de isiga ytorna på avlägsna himmelska föremål kan innebära att det finns fler hav i universum än man tidigare trott. Datorsimuleringar ger övertygande bevis på att ett isolerande lager av gashydrater kan förhindra att ett hav under ytan fryser under Plutos isiga yttre, enligt en studie publicerad i tidskriften Naturgeovetenskap .
I juli 2015, NASA:s rymdfarkoster New Horizons flög genom Plutos system, som ger de första närbilderna på denna avlägsna dvärgplanet och dess månar. Bilderna visade Plutos oväntade topografi, inklusive ett vitfärgat ellipsoidalt bassäng som heter Sputnik Planitia, ligger nära ekvatorn och ungefär lika stor som Texas.
På grund av dess läge och topografi, forskare tror att det finns ett underjordiskt hav under isskalet som tunnas ut vid Sputnik Planitia. Dock, dessa observationer är motsägelsefulla med dvärgplanetens ålder eftersom havet borde ha frusit för länge sedan och den inre ytan av isskalet som vetter mot havet också borde ha blivit platt.
Forskare vid Japans Hokkaido -universitet, Tokyo Institute of Technology, Tokushima universitet, Osaka universitet, Kobe universitet, och vid University of California, Santa Cruz, övervägde vad som skulle kunna hålla underjordiska havet varmt och samtidigt hålla isskalets inre yta frusen och ojämn på Pluto. Teamet antog att ett "isolerande lager" av gashydrater finns under den isiga ytan av Sputnik Planitia. Gashydrater är kristallina isliknande fasta ämnen bildade av gas fångade i molekylära vattenburar. De är mycket viskösa, har låg värmeledningsförmåga, och kan därför ge isolerande egenskaper.
Det ljusa "hjärtat" på Pluto ligger nära ekvatorn. Dess vänstra halva är ett stort bassäng som kallas Sputnik Planitia. Siffror skapade med bilder av NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute. Kredit:Siffror skapade med bilder av NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute.
Forskarna genomförde datasimuleringar som täcker en tidsskala på 4,6 miljarder år, när solsystemet började bildas. Simuleringarna visade den termiska och strukturella utvecklingen av Plutos inre och den tid som krävs för att ett underjordiskt hav ska frysa och för att det isiga skalet som täcker det ska bli jämnt tjockt. De simulerade två scenarier:ett där ett isolerande lager av gashydrater fanns mellan havet och det iskalla skalet, och en där den inte gjorde det.
Simuleringarna visade att utan ett gashydratisolerande skikt, underjordiska havet skulle ha frusit helt för hundratals miljoner år sedan; men med en, det fryser knappt alls. Också, det tar ungefär en miljon år innan en enhetligt tjock isskorpa bildas helt över havet, men med ett gashydratisolerande skikt, det tar mer än en miljard år.
Simuleringens resultat stödjer möjligheten att ett långlivat flytande hav existerar under den iskalla skorpan av Sputnik Planitia.
Den föreslagna inre strukturen hos Pluto. Ett tunt klathrat (gas) hydratskikt fungerar som en värmeisolator mellan havsytan och ishöljet, hålla havet från att frysa. Upphovsman:Kamata S. et al., Plutos hav är täckt och isolerat av gashydrater. Naturgeovetenskap , 20 maj 2019.
Teamet tror att den mest troliga gasen i det hypoteserade isoleringsskiktet är metan som härrör från Plutos steniga kärna. Denna teori, i vilken metan fångas som ett gashydrat, överensstämmer med den ovanliga sammansättningen av Plutos atmosfär-metanfattig och kväverik.
Liknande gashydratisolerande skikt kan vara att upprätthålla långlivade hav under havsytan i andra relativt stora men minimalt uppvärmda isiga månar och avlägsna himmelska föremål, konstaterar forskarna. "Detta kan innebära att det finns fler hav i universum än man tidigare trott, gör existensen av utomjordiskt liv mer trolig, "säger Shunichi Kamata från Hokkaido University som ledde laget.
