Oceán pod povrchom Pluta

Pluto, trpasličia planéta, foto wikipédia/NASA.

Počítačové simulácie poskytli presvedčivé dôkazy, že izolujúca vrstva hydrátov plynu môže uchrániť pred zamrznutím podpovrchový oceán kvapalnej vody pod vonkajšou ľadovou vrstvou Pluta. Vyplýva to z novej štúdie publikovanej v časopise Nature Geoscience.

V júli 2015 sonda NASA New Horizons preletela cez sústavu Pluta a jeho mesiacov a poskytla vôbec prvé detailné zábery tejto vzdialenej trpasličej planéty a jej najväčšieho mesiaca – Chárona. Snímky predstavujú neočakávanú topografiu povrchu Pluta vrátane bielo sfarbenej eliptickej panvy pomenovanej Sputnik Planitia, ktorá sa nachádza v blízkosti rovníka a má rozlohu približne ako americký štát Texas (asi 14-krát viac ako Slovensko, pozn. red.). Vzhľadom na jej polohu a topografiu povrchu sa astronómovia domnievajú, že pod ľadovou kôrou, ktorá je tenšia v oblasti Sputnik Planitia, existuje podpovrchový oceán.

Izolujúca vrstva hydrátov plynu

Uvedené pozorovania sú v rozpore s vekom trpasličej planéty, pretože prítomný oceán by mal už dávno zamrznúť a vytvoriť tu rovnomerne hrubú ľadovú kôru. Vedci z Japan’s Hokkaido University, Tokyo Institute of Technology, Tokushima University, Osaka University, Kobe University (všetko Japonsko) a University of California, Santa Cruz (USA), zvažovali, čo môže udržať podpovrchový oceán na Plute teplý, zatiaľ čo sa zachová zamrznutá a nerovnomerne hrubá ľadová kôra. Astronómovia predpokladali, že pod ľadovou kôrou v oblasti Sputnik Planitia existuje izolujúca vrstva hydrátov plynu. Tieto hydráty plynu (tzv. klatráty) sú kryštalické pevné častice podobné ľadu tvorené plynom zachyteným vnútri mriežky molekúl vody. Sú veľmi viskózne, majú nízku tepelnú vodivosť a môžu preto poskytnúť dobré izolačné vlastnosti. Astronómovia vykonávali počítačové simulácie pokrývajúce časové obdobie 4,6 miliardy rokov, teda od začiatku formovania sa našej slnečnej sústavy až doteraz. Tieto simulácie ukázali teplotný a štrukturálny vývoj vnútra trpasličej planéty Pluto a čas potrebný na zamrznutie podpovrchového oceánu a na jeho pokrytie ľadovou kôrou rovnakej hrúbky.

Dva scenáre

Vnútorná štruktúra Pluta, ilustrácia Kamata S. et al., Nature Geosciences (upravené).

Vedci simulovali na počítačoch dva scenáre: v jednom existovala medzi oceánom a ľadovou kôrou izolačná vrstva hydrátov plynu, v druhom nie. Počítačové simulácie ukázali, že bez izolačnej vrstvy tvorenej hydrátmi plynu by podpovrchový oceán určite zamrzol už pred stovkami miliónov rokov. Je však jasné, že doposiaľ nezamrzol úplne. Trvalo by približne len milión rokov, kým by sa vytvorila hrubá ľadová kôra a súčasný oceán by úplne zamrzol. S izolačnou vrstvou hydrátov plynu to však bude trvať viac než miliardu rokov. Závery simulácie podporujú možnosť dlhodobej prítomnosti kvapalného oceánu existujúceho pod ľadovou kôrou v oblasti Sputnik Planitia. Astronómovia veria, že tým plynom tvoriacim hypotetickú izolačnú vrstvu je najskôr metán pochádzajúci z kamenného jadra Pluta. Teória, podľa ktorej je metán zachytený ako hydrát plynu, sa zhoduje s neobvyklým zložením atmosféry Pluta, ktorá je chudobná na metán a bohatá na dusík.

Viac šancí pre mimozemský život

Podobné izolačné vrstvy hydrátov plynu môžu udržiavať dlhodobo existujúce podpovrchové oceány vody aj na ďalších relatívne veľkých, ale minimálne zahrievaných ľadových mesiacoch a vzdialených vesmírnych telesách, dodávajú astronómovia. To môže znamenať, že vo vesmíre môže existovať omnoho viac oceánov, než sme si doteraz mysleli. Z toho vyplýva, že existencia mimozemského života je oveľa pravdepodobnejšia, hovorí Shunichi Kamata z Hokkaido University, ktorý bol vedúcim vedeckého tímu.

RNDr. Zdeněk Komárek

Tento článok si môžete prečítať v časopise Quark 09/2019. Ak chcete mať prístup aj k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov alebo si objednať tlačenú verziu časopisu Quark, prihláste sa alebo zaregistrujte.
Komentáre