명왕성의 얼음 심장 아래에 무엇이 있습니까? 새로운 연구에 따르면 두께가 100km가 넘는 짠“죽은 바다”와 같은 바다가있을 수 있습니다.
브라운 대학교의 브랜든 존슨 (Brandon Johnson)은“표면에서 발견 된 명왕성의 내부 및 지각 증거에 대한 열 모델은 바다가 존재할 수 있음을 시사하지만 크기 나 그 밖의 다른 것을 추론하기는 쉽지 않다”고 말했다. "두께에 약간의 제약을 가하고 구성에 대한 힌트를 얻을 수있었습니다."
Johnson과 그의 연구팀은 2015 년 7 월 Pluto 비행 중에 New Horizons 우주선에 의해 촬영 된 Sputnik Planum이라고 불리는 Pluto의“마음”에 초점을 맞췄습니다.
뉴 호라이즌 스 교장 인 앨런 스턴 (Alan Stern)은 스푸트니크 플라 넘 (Sputnik Planum)을“50 년 이상의 행성 탐사에서 가장 놀라운 지질 학적 발견 중 하나”라고 불렀으며, 이전 연구에 따르면이 지역은 현재의 얼음 대류에 의해 끊임없이 갱신되는 것으로 나타났습니다.
심장은 900km 너비의 유역으로 텍사스와 오클라호마가 합쳐진 것보다 크며 적어도 서쪽 절반은 200km 이상의 물체에 의해 영향을받은 것으로 보입니다.
시카고 대학의 Johnson과 동료 Timothy Bowling과 Purdue University의 Alexander Trowbridge, Andrew Freed는 명왕성 표면에 거대한 분화구를 만든 충격 역학을 모델링했으며 명왕성과 달 Charon 사이의 역학을 살펴 보았습니다.
두 개는 서로 깔끔하게 고정되어 있습니다. 즉, 회전 할 때 항상 서로 같은면을 보여줍니다. 스푸트니크 플래 넘 (Sputnik Planum)은 두 세계를 연결하는 조력 축에 직접 앉아 있습니다. 그 위치는 유역에 양의 질량 이상이라는 것이 있는데, 이것은 명왕성의 얼음 껍질의 평균보다 질량이 더 크다는 것을 암시합니다. 카론의 중력이 명왕성을 끌어 당기면서 질량이 높은 지역에서는 비례 적으로 더 많이 잡아 당겨 스푸트니크 플래 넘이 조력 축과 정렬 될 때까지 지구를 기울입니다.
따라서 구멍에 구멍이있는 대신 분화구가 실제로 채워져 있습니다. 그 일부는 볼록한 질소 얼음으로 채워져 있습니다. 그 얼음 층은 분지에 약간의 질량을 추가하지만, Sputnik Planum이 양의 질량을 갖기에 충분하지 않습니다.
그 질량의 나머지는 표면 아래에 숨어있는 액체에 의해 생성 될 수 있다고 Johnson은 말했다.
Johnson과 그의 팀은 다음과 같이 설명했습니다.
트램폴린에 떨어 뜨린 볼링 공처럼 큰 충격은 행성 표면에 움푹 들어간 곳을 만들고 반동을 일으 킵니다. 이 리바운드는 행성 내부의 깊은 곳에서 재료를 위로 끌어 올립니다. 그 업 웰링 된 물질이 충격에 의해 폭파 된 것보다 밀도가 높으면, 크레이터는 충격이 발생하기 전과 동일한 질량으로 끝납니다. 이것은 지질 학자들이 등방성 보상이라고 부르는 현상입니다.
물은 얼음보다 밀도가 높습니다. 따라서 Pluto의 얼음 껍질 아래에 액체 물 층이 있다면 스푸트니크 Planum 충격 후에 분화구 덩어리를 저녁에 솟아 올랐을 것입니다. 유역이 중성 질량으로 시작한다면, 나중에 증착 된 질소 층은 양의 질량 이상을 생성하기에 충분할 것입니다.
존슨은“이 시나리오에는 액체 바다가 필요하다. “실제로 일어날 수있는 일인지 알아보기 위해 컴퓨터 모델을 실행하고 싶었습니다. 우리가 발견 한 것은 양의 질량 이상 현상이 실제로는 바다 층의 두께에 상당히 민감하다는 것입니다. 또한 소금의 함량이 물의 밀도에 영향을 미치기 때문에 바다가 얼마나 짠지에 민감합니다.”
이 모델은 태양계에서 예상되는 속도로 명왕성에 타격을 가하는 스푸트니크 플래 넘 크기의 유역을 생성 할 수있을 정도로 큰 물체의 영향을 시뮬레이션했습니다. 시뮬레이션은 전혀 물이없는 것에서부터 200km 두께의 층까지 지각 아래의 수층의 다양한 두께를 가정했습니다.
스푸트니크 플래 넘의 관측 된 크기 깊이를 가장 잘 재구성 한 시나리오는 보정 된 질량을 가진 분화구를 생성하는 한편, 명왕성이 약 30 %의 해수면을 가진 100km 이상인 플루토의 시나리오였습니다.
존슨은“스푸트니크 플라 넘 (Sputnik Planum)이 실제로 양의 질량 이상인 경우 (최소한 100km의 해수면이 있어야 함) 우리에게 알려줍니다. "여전히 액체가있을 수있는 태양계에서이 몸을 가지고 있다는 것은 정말 놀랍습니다."
Johnson과 다른 연구자들은 New Horizons가 보낸 데이터를 계속 연구하여 Pluto의 흥미로운 내부와 가능한 바다를보다 명확하게 파악할 수 있습니다.
추가 독서 과제 : Brown University, New Horions / APL
