Як виникли метанові дюни Плутона?

Дюни Плутона складаються з метанового піску. Про це заявили вчені, які вивчають дані, отримані в 2015 році від місії New Horizons. Робота була опублікована в журналі Science.

Коли дослідники вперше побачили зображення, отримані від New Horizons, вони вирішили, що це дуже схоже на піщані дюни на Землі. І відмовлялися вірити своїм очам.

З огляду на наявність атмосфери, яка в 100 000 разів слабша, ніж земна, Плутон ні за яких умов не може володіти вітрами для переміщення по своїй поверхні навіть найменших частинок.

Вчені почали шукати пояснення існуванню на планеті 357 дюноподібних хребтів. І шести темних смуг. Вони переглядаються на великій рівнині, названій «Рівнина Супутника». Поруч з нею знаходиться безліч високих гір.

Як утворилися дюни Плутона?

Одна з гіпотез полягала в тому, що виявлені аномалії є ямами. Вони утворилися після того, як слабке сонячне світло нагрівало крижану поверхню. Яка містить азот, метан і окис вуглецю. Вони переходять з твердого стану в газоподібний в результаті процесу, званого сублімацією. Але за таких умов стіни цих ям мали перебувати під прямим кутом до поверхні. Тому теорія дюн виглядала трохи краще.

Команда звернулася до Еріка Партелі з Кельнського університету, щоб краще зрозуміти природу, яку мають дюни Плутона. Партелі змоделював умови і виявив, що незважаючи на тонку атмосферу, надзвичайно низька гравітація на Плутоні - одна дванадцята земною - дозволяла частинкам твердого метану залишатися в атмосфері досить довго, щоб збиратися в дюнах.

Залишилося ще одне питання: як такі слабкі вітри могли піднімати частинки в повітря?

Сублімація

Саме тут сублімація і вступила в ігри. Гази, що піднімаються з крижаної поверхні, мають достатню енергетику для того, щоб підняти кілька частинок у повітря, подібно до того як це робить на Землі вітер.

Аналіз Партелі показав існування ще одного цікавого ефекту. Коли кожна з частинок приземляється, вона повинна вибити кілька інших. Це свого роду ефект сплеску. Перша пара частинок, що піднялася і згодом опустилася на поверхню, викликала цілу «піщану бурю».

Також командою було зроблено моделювання розміру крупинок метанового піску. Для зіставлення дюн, розташованих на відстанях 400 і 1000 м. один від одного, модель запропонувала розміри зерен від 0,2 до 0,3 мм. Це було близько до даних, отриманих при вимірах оптичних властивостей поверхні Плутона, вироблених New Horizons. З яких випливало, що крупинки мали розміри від 0,2 до 0,4 міліметра.

Це означає, що зерна метану мають аналогічні розміри з піском з діоксиду кремнію, який ми бачимо на Землі.

"Дивно, що ми можемо відправитися в такий віддалений, екзотичний, незвичайний пейзаж, де температура досягає мінус 233 градусів за Цельсієм. І знайти там ознаки того, що цей світ зовсім не застиг. Він динамічний і живе своїм, загадковим для нас життям "- говорить Метт Телфер.