Коллектив авторов - Космос. От Солнца до границ неизвестного

За Нептуном раскинулся целый рой ледяных миров. Когда-то эта область Солнечной системы была слабо исследована, но теперь мы знаем, что это живое и богатое царство, – благодаря автоматической космической станции «Новые горизонты», отправленной к Плутону. Но, возможно, на дальних рубежах Солнечной системы есть и более крупная планета, которая пока скрывается от наших взоров.

В течение 85 лет с момента своего открытия в 1930 году Плутон оставался всего лишь слабой точкой на небосводе, с трудом наблюдаемой астрономами. Ученые терялись в догадках по поводу того, что можно ожидать от этой планеты – пока в июле 2015 года автоматическая межпланетная станция «Новые горизонты» (New Horizons) не прислала на Землю первые снимки этой планеты крупным планом.

Снимки ошеломили ученых. Эта карликовая планета не была похожа ни на один другой мир в Солнечной системе. Под очень неоднородной атмосферой плавают горы и ледяные вулканы и видна потрескавшаяся местность, похожая на высокогорья Марса. Больше всего поражали гладкие участки поверхности. Пока зонд не прислал первые снимки Плутона, исследователи ожидали увидеть сильно изрытый кратерами мир, бомбардируемый с момента образования на заре Солнечной системы. Но ровные поверхности Плутона показывают, что планета, скорее всего, была геологически активной.

Самой странной оказалась равнина Спутника ( Sputnik Planum ) – область шириной в 1000 км, разделенная на многогранники диаметром в несколько десятков километров. Эти фигуры возникли в результате конвекции. Они показывают, как на равнине Спутника вспенивается азотный лед – подобно тому, как это происходит на поверхности Солнца или масло шипит на сковородке.

Хотя этот замедленный водоворот, безусловно, причудливым и неожиданный, его не так трудно объяснить, как казалось вначале. Азотный лед – рыхлое вещество с отличными теплоизолирующими свойствами; даже слабый источник тепла, находящийся внизу, может поднять его температуру и дать старт конвекции. Количество тепла, оставшееся от первоначального бурного этапа образования Плутона, плюс тепло от распада примесей радиоактивных элементов в его ядре способны дать мощность 4 милливатта на квадратный метр – этой поверхностной плотности теплового потока достаточно, чтобы запустить на равнине Спутника процесс конвекции.

Этот живой, изменчивый ландшафт усеивают странные отметины – возможно, они возникают под действием сублимации азотного льда. Глыбы, встречающиеся на стыках конвективных ячеек, могут быть плавучими холмами водяного льда, бороздящими просторы более плотного азотного океана. На северо-западном фланге равнины Спутника ледяные груды собираются в нагромождения пиков – это хребет аль-Идриси, горы километровой высоты.

В холодной атмосфере Плутона преобладает азот. Атмосфера очень разреженная, давление на уровне поверхности планеты равно земному давлению на высоте 80 км над уровнем моря. Туманные слои мелких аэрозольных частиц простираются ввысь на 200 км.

Погода здесь на удивление похожа на земную, только в основе круговорота в природе лежит не вода, как на Земле, а азот. Подобно тому, как вода испаряется из океанов Земли, азот сублимируется из льдов равнины Спутника. Затем он выпадает в виде снега на восточном плоскогорье и в конце концов сползает вниз, на ледники равнины. В некоторых местах можно наблюдать признаки азотного тумана и даже облаков.

Гора Райт не похожа на большинство зубчатых гор, которые украшают поверхность Плутона. Холмистая масса с огромной центральной ямой подозрительно похожа на вулкан. Однако четырехкилометровая гора Райт и соседствующая с ней еще более высокая гора Пиккар – необычные вулканы. Они извергали не расплавленную породу, а какую-то более холодную жидкость – это могла быть вода, смешанная с другим веществом, понижающим температуру кипения.

Гора Райт – не реликвия старых дней карликовой планеты. На ее боках почти не видно кратеров – она не могла слишком долго находиться под дождем космического мусора, найденного в других местах на поверхности Плутона. Возраст ее гораздо меньше миллиарда лет; скорее всего, ей несколько миллионов лет. Что же, этот вулкан потух – или просто спит?

На Плутоне и его большом спутнике Хароне сравнительно мало крупных кратеров. Это может поведать нам о том, как формировались планеты.