На Плутоне обнаружили возможные следы потоков жидкости

Поверхность Плутона охлаждена примерно до −236 °C. При такой температуре азот существует не в виде газа, а образует ледники толщиной в несколько километров. Однако темные полосы на северной окраине одного из них напоминают следы талой воды в Гренландии. Ученые предположили, что их оставили потоки жидкого азота, поднявшиеся со дна ледника. Исследование опубликовано в Planetary Science Journal.

Авторы не утверждают, что на снимках непосредственно видна жидкость: они сравнили рельеф с земными ледниками и проверили, способен ли растаявший азот достичь поверхности, не замерзнув по пути.

Темные полосы в низинах

Ледник занимает западную половину яркой области в форме сердца — равнины Спутника. Его поверхность разделена на многоугольные ячейки шириной 20–35 километров. Центр каждой возвышается примерно на 100 метров над краями. Такая структура возникает из-за конвекции: сравнительно теплый азотный лед поднимается в центре, растекается и опускается по краям.

Темные полосы тянутся вдоль низких границ ячеек на десятки километров. Их узкие ядра отражают около 65% падающего света, размытые окраины — около 70%, тогда как остальная поверхность ледника — примерно 80%. Ударных кратеров здесь нет, поэтому возраст ледяной поверхности, вероятно, не превышает миллиона лет.

Лед могли бы затемнить рост ледяных зерен или оседающие из атмосферы частицы дымки, но эти объяснения плохо согласуются с расположением и четкостью краев полос. Жидкость, напротив, стекает в понижения, впитывается в лед и останавливается там, где заканчивается уклон. Похожие темные каналы ученые обнаружили на спутниковых снимках Гренландии.

Как азот мог растаять

Азот плавится примерно при −210 °C и только под достаточным давлением. Оно возникает на глубине более 20 метров. Ледник может нагреваться из недр Плутона: предполагаемый подповерхностный океан в этом районе, вероятно, подходит к поверхности на расстояние около 60 километров.

Дополнительную роль могла сыграть потеря льда. На севере азот испаряется со скоростью около 10 сантиметров за плутонианский год (равный 248 земным). За несколько миллионов лет толщина ледника могла уменьшиться примерно на километр. Из-за снижения давления лед стал жестче, конвекция замедлилась, а тепло начало хуже уходить наружу. В результате основание ледника могло прогреться до точки плавления.

Всплывающие потоки

Жидкий азот примерно на 11% легче азотного льда, поэтому он не опускается, как талая вода на Земле, а всплывает по трещинам. По расчетам, последний километр пути чистый азот способен преодолеть за 1–7 минут.

Постоянный поток невозможен: для сохранения трещины открытой требуется около 25 кубометров жидкости в секунду, тогда как ледник способен производить не более одного. Вероятно, азот накапливается в подземных резервуарах, затем прорывает лед и короткими выбросами растекается по склону. Примерно через 20 часов поток замерзает, оставляя темный след.

Гипотеза пока не доказана: свойства азотного льда в подобных условиях почти не изучены, а более половины Плутона не картографирована подробно. Подтвердить существование азотных потоков сможет только новая космическая миссия.