Cosa c'è sotto il cuore ghiacciato di Plutone? Una nuova ricerca indica che potrebbe esserci un oceano simile al "Mar Morto" salato con uno spessore di oltre 100 chilometri.
"I modelli termici delle prove interne e tettoniche di Plutone trovati in superficie suggeriscono che potrebbe esistere un oceano, ma non è facile dedurne le dimensioni o qualcos'altro", ha affermato Brandon Johnson della Brown University. "Siamo stati in grado di mettere alcuni vincoli sul suo spessore e ottenere alcuni indizi sulla composizione".
Le ricerche di Johnson e del suo team hanno incentrato il "cuore" di Plutone, una regione informalmente chiamata Sputnik Planum, che è stata fotografata dalla navicella spaziale New Horizons durante il suo sorvolo di Plutone nel luglio 2015.
Il principale investigatore di New Horizons, Alan Stern, ha definito lo Sputnik Planum "una delle scoperte geologiche più sorprendenti in oltre 50 anni di esplorazione planetaria", e ricerche precedenti hanno dimostrato che la regione sembra essere costantemente rinnovata dall'attuale convezione del ghiaccio.
Il cuore è un bacino largo 900 km - più grande del Texas e dell'Oklahoma messi insieme - e almeno la metà occidentale sembra essere stata formata da un impatto, probabilmente da un oggetto di 200 chilometri di diametro o più grande.
Johnson e colleghi Timothy Bowling dell'Università di Chicago e Alexander Trowbridge e Andrew Freed della Purdue University hanno modellato le dinamiche di impatto che hanno creato un enorme cratere sulla superficie di Plutone e hanno anche esaminato le dinamiche tra Plutone e la sua luna Caronte.
I due sono ordinatamente bloccati l'uno con l'altro, il che significa che mostrano sempre l'un l'altro la stessa faccia mentre ruotano. Lo Sputnik Planum si trova direttamente sull'asse di marea che collega i due mondi. Questa posizione suggerisce che il bacino ha quella che viene definita un'anomalia di massa positiva - ha più massa della media per la crosta ghiacciata di Plutone. Man mano che la gravità di Caronte tira su Plutone, tirerebbe proporzionalmente di più su aree di massa superiore, che inclinerebbe il pianeta fino a quando lo Sputnik Planum si allineerebbe con l'asse di marea.
Quindi, invece di essere un buco nel terreno, il cratere è stato effettivamente riempito di nuovo. Parte di esso è stata riempita dal convulso ghiaccio di azoto. Mentre quello strato di ghiaccio aggiunge un po 'di massa al bacino, non è abbastanza spesso da solo per rendere lo Sputnik Planum una massa positiva.
Il resto di quella massa, disse Johnson, potrebbe essere generato da un liquido in agguato sotto la superficie.
Johnson e il suo team lo hanno spiegato in questo modo:
Come una palla da bowling lanciata su un trampolino, un forte impatto crea un'ammaccatura sulla superficie di un pianeta, seguita da un rimbalzo. Quel rimbalzo tira il materiale verso l'alto dalle profondità dell'interno del pianeta. Se quel materiale esposto è più denso di ciò che è stato spazzato via dall'impatto, il cratere finisce con la stessa massa che aveva prima che accadesse l'impatto. Questo è un fenomeno che i geologi chiamano compensazione isostatica.
L'acqua è più densa del ghiaccio. Quindi, se ci fosse uno strato di acqua liquida sotto il guscio di ghiaccio di Plutone, potrebbe essersi scatenato in seguito all'impatto dello Sputnik Planum, uniformando la massa del cratere. Se il bacino fosse iniziato con una massa neutra, lo strato di azoto depositato in seguito sarebbe stato sufficiente a creare un'anomalia di massa positiva.
"Questo scenario richiede un oceano liquido", ha detto Johnson. “Volevamo eseguire modelli computerizzati dell'impatto per vedere se questo fosse effettivamente accaduto. Ciò che abbiamo scoperto è che la produzione di un'anomalia di massa positiva è in realtà abbastanza sensibile a quanto è spesso lo strato oceanico. È anche sensibile a quanto è salato l'oceano, perché il contenuto di sale influenza la densità dell'acqua. "
I modelli hanno simulato l'impatto di un oggetto abbastanza grande da creare un bacino di dimensioni di Sputnik Planum che colpisce Plutone alla velocità prevista per quella parte del sistema solare. La simulazione ha assunto vari spessori dello strato d'acqua sotto la crosta, da nessuna acqua a uno strato di 200 chilometri di spessore.
Lo scenario che ha ricostruito meglio la profondità dimensionale osservata dallo Sputnik Planum, pur producendo un cratere con massa compensata, è stato quello in cui Plutone ha uno strato oceanico di oltre 100 chilometri di spessore, con una salinità di circa il 30 percento.
"Ciò che ci dice è che se lo Sputnik Planum è davvero un'anomalia di massa positiva - e sembra che lo sia - questo strato oceanico di almeno 100 chilometri deve essere lì", ha detto Johnson. "È abbastanza sorprendente per me che tu abbia questo corpo così lontano nel sistema solare che potrebbe ancora avere acqua liquida."
Johnson e altri ricercatori continueranno a studiare i dati inviati da New Horizons per ottenere un'immagine più chiara degli intriganti interni e del possibile oceano di Plutone.
Ulteriori letture: Brown University, New Horions / APL
