A Southwest Research Institute (SwRI) kutatói által vezetett, a Planetary Science Journal című szaklapban megjelent tanulmány új fényt vet a Plútó fagyos világára. Az elemzés középpontjában a Szputnyik-síkság áll, az a gigantikus, nitrogénjégből álló gleccser, amely akkora területet borít be, mint az Egyesült Államok Texas és Oklahoma államai együttvéve. „A Plútó egyszerűen mindig meglep minket. Amellett, hogy az eredmények alapján a közelmúltban is folyékony anyag jelenhetett meg a Plútó felszínén, egy teljesen új típusú, időben változó geológiai jelenség jelenlétére is utalnak” – nyilatkozta Alan Stern, a New Horizons küldetés vezető kutatója.

Folyadék egy fagyott bolygón?

A New Horizons 2015-ös felvételein a tudósok már korábban azonosítottak városméretű, geológiai konvekciós cellákat a Szputnyik-síkság északi részén. Ezeket a cellákat vékony, sötét vonalak és elmosódottabb, sötétebb területek választották el egymástól, ami már akkor felvetette az egykori folyadékáramlások lehetőségét. A Plútó-kutatók és a földi gleccserkutatók közös, friss elemzése aztán kimutatta: ezek a sötét alakzatok olyan felszíni nyomokat mutatnak, amelyek átmeneti folyékony nitrogén jelenlétére utalhatnak. A legvalószínűbb forgatókönyv szerint ezeket időről időre folyékony nitrogén nedvesítheti át – írja a NASA.

Érdekesség, hogy a felszíni mintázatok elszíneződése kísértetiesen hasonlít a Földön található olyan gleccserképződményekre, amelyeket az eső, vagy a mélyből feláramló, felszínre törő folyadékok áztattak át.

Adódik tehát a kérdés, hogy miként kerülhet folyadék egy olyan világ felszínére, ahol a hőmérséklet a mínusz 230 Celsius-fokot súrolja? A kutatók szerint például a Plútó rendkívül ritka atmoszférája és a szélsőségesen alacsony hőmérsékleti viszonyok miatt a folyékony nitrogéneső a jelenlegi modellek szerint gyakorlatilag kizárt. Mindez arra utal, hogy a folyékony nitrogén nem a légkörből csapódik ki, hanem a vastag nitrogéngleccser alatti rétegekből, a mélyben húzódó repedéseken keresztül préselődhet fel a felszínre. Amennyiben ez tényleg így van, az gyökeresen megváltoztathatja a törpebolygóról alkotott képünket, mindez ugyanis arra utal, hogy a Plútó nem egy halott, teljesen megfagyott égitest, hanem a mai napig aktív geológiai és belső folyamatok által formált, dinamikus világ.

A Szputnyik-síkság titkai

Ahhoz, hogy megértsük, miért éppen ezen a területen bukkantak a folyékony nitrogén lehetséges nyomaira a tudósok, érdemes közelebbről is megvizsgálni a Plútó ikonikus, „szív alakú” régióját, a Tombaugh Regiót. A szív bal oldali lebenyét alkotó Szputnyik-síkság valójában egy több milliárd évvel ezelőtt keletkezett, gigantikus becsapódási medence. Egy hatalmas égitest ütközött itt a törpebolygóba, átütve a felszíni kérget.

A becsapódás helyén keletkezett mélyedést az évmilliárdok során fokozatosan feltöltötte a nitrogén-, szén-monoxid- és metánjég. Mivel ez a jégtakaró helyenként a több kilométeres vastagságot is eléri, óriási nyomást gyakorol az alatta fekvő kőzet- és vízjég-rétegekre.

A kutatók szerint a Plútó belsejéből – a kőzetek radioaktív bomlásából – származó gyenge, de folyamatos hő, valamint a vastag nitrogénjég sajátos fizikai tulajdonságai együtt hajthatják a konvekciós cellák lassú mozgását. Ennek során a mélyben felmelegedő, lágyabb nitrogén lassan felemelkedik, míg a felszínen kihűlő jég visszasüllyed a mélybe. A tanulmány szerint elképzelhető, hogy ez a körforgás időnként nemcsak a szilárd nitrogénjég áramlásával jár, hanem folyékony nitrogén felszínre jutását is lehetővé teszi.

A folyékony nitrogén feltételezett feláramlása ráadásul újabb fontos láncszem abban az elméletben, amely szerint a Plútó nem egyetlen fagyott kőtömb, hanem a mélyében akár egy folyékony, felszín alatti óceánt is rejthet. A csillagászok már évek óta gyanítják, hogy a törpebolygó vastag jégkérge alatt egy vízből, ammóniából és egyéb fagyálló vegyületekből álló, kásás vagy folyékony óceán húzódhat. A felszínen megfigyelhető repedések, a folyékony nitrogén lehetséges nyomai és a Plútó különleges, feltételezett jégvulkánjai egyaránt erősítik azt a feltételezést, hogy a jégkéreg alatt aktív kriomagmatikus folyamatok zajlanak. Amíg a Földön a vulkánokból forró szilikátláva tör fel, addig a Plútó szélsőségesen hideg környezetében a fagyott gázok és a vízjég olvadéka tölti be a láva szerepét.

A 2015-ös adatok még évtizedekig tartogathatnak meglepetéseket

Bár a New Horizons űrszonda már több mint egy évtizede repült el a Plútó mellett, a történelmi pillanat során rögzített adatmennyiség olyan gazdag, hogy az adatok elemzése, és a nagy felbontású mérések újraértékelése a mai napig folyamatban van. Többek között a mostani felfedezés is kiválóan bizonyítja, hogy a modern képfeldolgozási eljárások, valamint a földi glaciológiai tapasztalatok bevonása révén a kutatók olyan finom részleteket is képesek kihámozni az évtizedes felvételekből, amelyeket a szonda elhaladásának pillanatában még lehetetlen volt kiszúrni.

Mi több, a Plútó esete a teljes bolygótudományi gondolkodást átformálja. Korábban a tudósok úgy vélték, hogy a Naptól ilyen hatalmas távolságra fekvő, kisméretű égitestek belső hője már évmilliárdokkal ezelőtt teljesen elszivárgott, és fagyott, halott sziklákká dermedtek. A Szputnyik-síkságon feltételezett folyékony nitrogén-feláramlás, valamint a folyamatosan átalakuló jégmezők viszont azt mutatják, hogy a Kuiper-öv világaiban még a Naptól csaknem hatmilliárd kilométerre is lehetséges a geológiai aktivitás.

(Borítókép: Illusztráció a Plútó légkörében kialakuló felhőkről. Fotó: Universal History Archive / Universal Images Group / Getty Images)