Астрономія
Категорії / Космос / Астрономія / Загадка Плутона: що шокувало вчених?

Загадка Плутона: що шокувало вчених?

Космічний зонд, пролітаючи повз Плутон минулого літа, зробив шокуюче відкриття: поверхня планети молода. Астрономи все ще намагаються пояснити, чому.

Після відкриття Плутона в 1930 році, ця крихітна планета стала загадкою. Плутон знаходиться на зовнішньому краю Сонячної системи далеко від Землі: його можна побачити тільки через великий телескоп. Навіть тоді він виглядає як маленька, тьмяна пляма (я — професійний астроном, і я бачив Плутон лише кілька разів). 

У 2006 році був великий ажіотаж навколо Плутона та його статуса «планети». Астрономи в цьому році створили новий клас об'єктів, карликових планет, щоб вмістити Плутон і кілька інших великих астероїдів. Плутон тепер розглядається як один з найбільших транс-нептунівських об'єктів — група крижаних астероїдів, що рухаються навколо Сонця поза орбітою Нептуна, найбільш віддаленої від Сонця планети.

Наш погляд на Плутон різко змінився влітку 2015 року, коли ми отримали перші фотографії з космічного апарата «Нові горизонти» (New Horizons), який пролітав поруч. Запущений десять років тому апарат «Нові горизонти» мав набір наукових інструментів, у тому числі прекрасні камери, щоб вперше глибоко дослідити Плутон. Сказати, що астрономи були шоковані — це занадто м’яко. Вчені вважали, що поверхня Плутона буде вкрита кратерами, але це зовсім не так.

Фокус на Плутон

Ми пройшли довгий шлях лише для того, щоб побачити Плутон. Він був трохи більший, ніж крапка, коли телескоп «Габбл» зробив перше фото в 1994 році. Нове зображення «Габбла» в 2010 році показало різні поверхні, але не деталі. Аппарат «Нові горизонти» змінив усе, виявивши шокуючу відсутність кратерів.

Фото Плутона: 16 травня 1994 р. (Угорі ліворуч), 4 лютого 2010 р. (Внизу ліворуч), 13 липня 2015 р. (Праворуч).

Таємнича відсутність кратерів

Чому астрономи очікували, що на поверхні Плутона буде багато кратерів? Ця ідея випливає з загальної думки, що Сонячна система формувалася протягом мільярдів років. Сонячна система нібито сформувалася з великої хмари газу та пилу 4,5 мільярди років тому. Згідно з цією теорією, більша частина матерії в Сонячній системі направилась до центру, утворивши Сонце. Решта матерії була сплющена в диск, в якому почали злипатися малі частинки. Планетизималі поступово росли, утворююч планети, їх супутники, астероїди та комети.

Астрономи-натуралісти вважають, що об'єкти поза орбітою Нептуна не змогли досягти розміру планет. Ці менші тіла, а також менші об'єкти, що рухаються навколо Сонця в межах області планет, називаються астероїдами. Коли астероїди утворилися, як вважається, інші невеликі об'єкти врізалися в них, збільшуючи загальний розмір. Ці невеликі тіла залишили кратери на поверхні астероїдів.

Кратери, начебто утворюються і на планетах, але поверхня планети, як правило, набагато динамічніше, тому у неї набагато менше кратерів, ніж у астероїдів. Вулканічні виверження і навіть погодні явища можуть заповнити і врешті-решт покрити давні кратери. Це теорія, яку більшість астрономів використовують для пояснення невеликої кількості ударних кратерів на Землі. Місяць, навпаки, менш активний, ніж Земля, з дуже слабкою вулканічною та погодною активністю. Тому його поверхня все ще є свідченням багатьох зіткнень.

Аналогічним чином, малі тіла Сонячної системи, включаючи астероїди та Плутон, нібито не мають геологічної активності та значного впливу погодних процесів. Тому їх поверхні повинні бути покриті кратерами. Кілька космічних апаратів відвідали астероїди і отримали зображення, на поверхнях яких було виявлено багато кратерів. Більшість супутників планет також мають багато кратерів. Тому астрономи очікували, що Плутон матиме більшу кількість кратерів, ніж наш Місяць.

На їхнє здивування, фото з апарату «Нові горизонти» виявили дуже мало кратерів на поверхні Плутона. Найбільший супутник Плутона, Харон, має більше кратерів, ніж сам Плутон, але навіть на Хароні кратерів набагато менше, ніж очікувалось.

Оскільки Плутон обертається так повільно, і апарат «Нові горизонти» знаходився біля Плутона дуже мало часу, він зміг сфотографувати лише близько половини поверхні планети при повному сонячному світлі у високій роздільній здатності. У кількох невеликих регіонах було помітно декілька кратерів.

Область Томбо на поверхні Плутона

Найдивовижнішою особливістю поверхні Плутона є область Томбо (Tombaugh Regio) — великий регіон у формі серця. Область Томбо має світлий колір, тому що вона утворена з різних льодовиків. Невелика кількість льоду, схоже, перетворилася на воду. Проте більшість льодовиків складаються переважно з азоту, невеликої кількості карбон моноксиду та метану. Ці речовини не такі густі (в'язкі), як водяний лід, тому вони течуть легше, але, ймовірно, необхідне джерело тепла, щоб викликати їх рух. 

Область Томбо має декілька кратерів, а рівнина Супутника (Sputnik Planum), західна половина Області Томбо, не має видимих кратерів. У еволюційній парадигмі це свідчить про те, що цей регіон сформувався нещодавно, тому він повинен бути молодим.

Докази активності планети

Чому у Плутона і Харона так мало кратерів? Астрономи-натуралісти не вірять, що сам Плутон немолодий, проте поверхня планети молода. Як поверхня може бути молодою, а сам Плутон — ні? Їх припущення полягає в тому, що матеріал, вивільнений недавньою геологічною активністю, покрив багато кратерів.

Крім того, деякі льодовики на поверхні Плутона, здається, почали проявляти активність. Це не та річ, яку можна було б очікувати в старому, мертвому світі.

Є ознаки іншої недавньої геологічної активності. Високі гірські хребти на Плутоні конкурують по висоті зі Скелястими горами. Високі гори, як правило, опускаються під власною вагою — це повинно було відбутися давним-давно, якщо б гори були старими. Процес вирівнювання прискорюватиметься, якщо внутрішня частина Плутона матиме рідку воду, про яку зараз говорять деякі планетологи, на основі певних властивостей крижаної поверхні.

Що відповідає за геологічну активність Плутона? Астрономи називають дві ймовірні причини. 

Один можливий варіант — це внутрішнє джерело тепла. Наприклад, дехто вважає, що його Плутон можна порівняти з Землею, яка має радіоактивні матеріали всередині планети, які генерують тепло, коли розпадаються. Більшість вчених вважають, що цей процес підтримує внутрішню частину Землі гарячою. 

Проте у Плутона все не так. Плутон, здається, не має радіоактивних матеріалів, інакше він був би дуже щільним. Проте його густина дуже низька, менше половини густини Землі. Низька щільність підтримує версію, що Плутон є сумішшю льоду та каміння. Породи не матимуть достатньої радіоактивності для нагрівання Плутона протягом мільярдів років.

Другий механізм нагрівання може бути припливним. Великі астрономічні об'єкти можуть розтягувати і стискати своїх менших сусідів. Астрономи посилалися на цей процес, щоб пояснити, чому на поверхні Іо, найпотаємнішого великого супутника Юпітера, не існує кратерів. Вчені кажуть, що Юпітер спричиняє припливні сили на Іо, створюючи багато вулканів, які періодично відновлюють поверхню супутника. 

З іншого боку, через розтягування і стискання з кожною орбітою внутрішня частина Io постійно нагрівається, як металевий дріт, коли ми швидко згинаємо його назад і вперед. З огляду на величезну різницю в розмірах між Юпітером і Іо, припливна сила здається розумним поясненням для гладкої поверхні супутника, хоча сумніви залишаються, чи є цей механізм достатньо сильним, щоб пояснити його вулканізм. Цей механізм може працювати на Іо, але він може взагалі не працювати на Плутоні. Навколо цієї планети немає масивних тіл.

Якщо обидва можливі варіанти виключаються, то як астрономи пояснюють молодість поверхні Плутона і Харона? Ніяк. Вчені в кінцевому підсумку можуть припустити, що нещодавно (за останні кілька сотень мільйонів років) сталися певні рідкісні, катастрофічні події. Проте версія невідомої рідкісної події більше схожа на безпідставний спосіб порятунку. Цю подію неможливо довести, тому навряд чи дану гіпотезу можна вважати науковою.

Біблійна відповідь

А що, якщо Плутон не настільки старий, як вважають багато вчених? Якщо Плутон дуже молодий, в нього не було достатньо часу, щоб накопичити велику кількість кратерів. Або, можливо, Плутон був створений з внутрішнім теплом, яке все ще існує. Це могло б бути причиною геологічних процесів, які могли б не тільки знищити багато кратерів, але також пояснити гази, які вивільняються з Плутона, що підтримує тонку атмосферу.

Але якщо Плутону мільярди років, то ніяке внутрішнє тепло не залишилося б. Вчен-креаціоністи очікують знайти докази молодості Плутона, і це саме те, що ми бачимо.

Якщо Сонячна система молода, вам може бути цікаво, чому деякі тіла, такі як Місяць та Меркурій, мають численні кратери на поверхні. Одна з пропозицій полягає в тому, що більшість кратерів можуть бути результатом швидкого процесу, який Бог використав на четвертий день, щоб створити небесні тіла Сонячної системи. Бог, можливо, створив деякі з них із внутрішнім теплом, як у випадку Іо і Плутона, так що їх поверхні були оновлені, значною мірою видаляючи первісні кратери.

Інша складна проблема для тих, хто вірить в мільярди років — тонка атмосфера Плутона, що складається переважно з азоту. Гравітація Плутона занадто слабка, щоб утримувати свою атмосферу, тому газ повинен швидко розсіюватися. Проте, якщо Плутону лише кілька тисяч років, то, можливо, планета не встигла втратити атмосферу.

У будь-якому разі, Плутон виглядає унікальним у Сонячній системі. Чому Бог створив його саме таким? Однією з можливих причин є те, що Бог хотів збити з пантелику людину і показати нам, що Він дійсно створив Всесвіт у тому вигляді і в час, як написано в Біблії. 

Плутон виявився захоплюючим, динамічним світом. Ми навіть бачимо, як льодовики допомогли сформувати поверхню Плутона. Льодовики, як правило, не існують в інших місцях, крім Землі (за винятком супутника Юпітера Європи, який, здається, повністю покритий товстим шаром водяного льоду). Християни, що вірять в Біблію, з нетерпінням чекають нових відкриттів у розумінні людини про Плутон.

Супутник Плутона: ще один світ, що збиває з пантелику

Харон — найбільший і найцікавіший з п'яти супутників Плутона. Хоча у Харона більше кратерів, ніж у його господаря, ця кількість набагато менша, ніж можна було очікувати. Це означає, що або він молодий (креаційний погляд), або лід на поверхні був недавно активний і заповнив кратери. У південній півкулі особливо мало кратерів. Але як і Плутон, він має високі гори. Одна гора піднімається із западини, як замок у рові. Її походження є таємницею.

Харон — найбільший супутник Плутона

Однією відмінністю між Плутоном і Хароном є різновид льоду. В льодовиках Плутона переважають азот і метан (той же газ, який ми називаємо природним газом тут на Землі), але льодовики Харона, як видається, в основному складаються з води. Ніхто точно не знає, чому є така різниця. Для танення води потрібна набагато вища температура, тому ймовірність танення водяного льоду на Хароні набагато менша, ніж у льодовиків Плутона. Крім того, водяний лід є більш густим ("більш в'язким" і більш стійким до зміни форми), ніж багато інших видів льоду, тому менш ймовірно, що він може текти. Якщо він довгий час був неактивним, ми мали б знайти набагато більше кратерів.

Як і у випадку Плутона, єдине пояснення, яке еволюціоністи можуть придумати — що Харон був геологічно активним у порівняно недавньому минулому. Але ми не знаємо, який механізм міг би створити цю активність. Ці таємничі тіла на краю Сонячної системи продовжують збивати з пантелику еволюційну теорію, але свідчать про Творця.

Вас також може зацікавити: