Pētījumā, ko vadīja Dienvidrietumu pētniecības institūta (SwRI) asociētais viceprezidents un misijas “New Horizons” galvenais pētnieks Alans Sterns, analizēti NASA kosmiskās zondes novērojumi. Zinātnieki secina, ka šķidrs slāpeklis varētu pārvietoties augšup pa šauriem kanāliem un sasniegt Plutona sasalušo virsmu pie Sputnik Planitia — milzīga, sirds formas ledāja.

“Plutons nekad nepārstāj mūs pārsteigt,” sacīja Sterns. Viņš norādīja, ka jaunais rezultāts ne tikai liecina par šķidruma nesenu parādīšanos uz Plutona virsmas, bet arī par iespējamu mainīgu ģeoloģisku procesu, kāds uz pundurplanētas iepriekš nebija novērots.

Noslēpumainie tumšie plankumi uz ledāja

Sputnik Planitia galvenokārt veido sasalis slāpeklis, un tā platība pārsniedz Teksasas un Oklahomas štatu kopējo lielumu. 2015. un 2016. gadā iegūtajos “New Horizons” attēlos ledāja ziemeļu daļā redzamas pilsētas lieluma konvekcijas šūnas, ko atdala šauras tumšas līnijas un plašāki, izplūduši tumši laukumi.

Jaunā analīze liecina, ka šīs struktūras reizēm var kļūt īslaicīgi mitras. Tā kā Plutona temperatūra un atmosfēras apstākļi nepieļauj šķidra slāpekļa nokrišņus, pētnieki par ticamāko avotu uzskata šķidrumu, kas paceļas no pazemes.

Lai pārbaudītu šo skaidrojumu, SwRI vadītā komanda salīdzināja “New Horizons” attēlus ar NASA satelīta “Landsat 9” fotogrāfijām, kurās redzami ledaini reģioni uz Zemes, tostarp Grenlandes ledus sega. Grenlandē līdzīgas tumšas, šauras joslas veidojas vietās, kur uz ledus un sniega atrodas šķidrs ūdens vai tas izplūst no apakšas. Pētnieki uzskata, ka uz Plutona līdzīgu izskatu varētu radīt šķidrs slāpeklis, kas samitrina sasalušā slāpekļa virsmu.

Sputnik Planitia virsma, pēc modeļiem, ir jaunāka par vienu miljonu gadu. Tādēļ novērotajām struktūrām vajadzēja izveidoties pēc virsmas pārveidošanās. Pētījuma līdzautore Kelsi Singere uzsvēra, ka Plutona reljefa formas nav sastopamas nekur citur Saules sistēmā un ļauj pētīt materiālu uzvedību apstākļos, ko uz Zemes ir grūti radīt.

Kā šķidrums varētu nokļūt virspusē

Iepriekšējie pētījumi, tostarp Sterna vadītie, pieļāva, ka tālā pagātnē uz Plutona varējis plūst šķidrums. Jaunā analīze šo iespēju paplašina, norādot, ka šķidrs slāpeklis zem Sputnik Planitia varētu pastāvēt arī tagad vai būt tur bijis ļoti nesen.

Datora simulācijas, ko vadīja SETI institūta vecākais pētnieks Orkans Umurhans, piedāvā iespējamu procesa mehānismu. Sputnik Planitia apakšā, vairāku kilometru dziļumā, slāpekļa ledus varētu izkust. Izveidojies šķidrums pa šauriem kanāliem varētu pacelties uz augšu līdzīgi materiālam lavas vai geizeru caurulēs, un šo kustību varētu veicināt peldspēja vai spiediens no apakšas.

Sasniedzot virsmu, šķidrais slāpeklis varētu pietiekami ilgi saglabāties šķidrā stāvoklī, lai plūstu lejup pa ledāju. Šajā laikā tas samitrinātu apkārtējo slāpekļa ledu un radītu tumšās joslas un plankumus, ko fiksējusi zonde.

Umurhans norādīja, ka šie secinājumi mudina detalizētāk pētīt cietā slāpekļa fiziku ļoti zemā temperatūrā. Īpaši svarīgi būtu laboratorijā izpētīt, kā slāpekļa materiāli sprieguma un deformācijas ietekmē var izkust, jo šādi procesi līdz šim nav rūpīgi analizēti.

Pagaidām zinātnieki nav atraduši skaidras līdzīga pazemes šķidruma plūsmas pazīmes citviet uz Plutona. Tomēr vairāk nekā puse pundurplanētas vēl nav kartēta augstā izšķirtspējā, tāpēc nav izslēgts, ka līdzīgi procesi notiek arī citos reģionos.

Līdzīgs kušanas un šķidruma augšupkustības mehānisms varētu palīdzēt izskaidrot aktivitāti arī citur Saules sistēmā, piemēram, uz Neptūna lielākā pavadoņa Tritona, kur NASA zonde “Voyager 2” novēroja no virsmas izplūstošus geizerus. Lai noskaidrotu, vai šādi procesi notiek arī citviet, būs nepieciešami jauni augstas izšķirtspējas novērojumi Plutonam un citiem Koipera joslas ķermeņiem.