Cinque anni fa oggi, La navicella spaziale New Horizons della NASA ha fatto la storia. Dopo un viaggio di quasi 10 anni e più di 3 miliardi di miglia, l'intrepida sonda delle dimensioni di un pianoforte volò entro 7, 800 miglia di Plutone. Per la prima volta in assoluto, abbiamo visto la superficie di questo mondo lontano in modo spettacolare, dettaglio colorato.

L'incontro, che includeva anche uno sguardo dettagliato alla più grande delle cinque lune di Plutone, Caronte:ha concluso la ricognizione iniziale dei pianeti iniziata dal Mariner 2 della NASA più di 50 anni prima, e ha rivelato un mondo ghiacciato pieno di magnifici paesaggi e geologia:montagne imponenti, lastre di ghiaccio giganti, fosse, scarpate, valli e terreni che non si vedono da nessun'altra parte nel sistema solare.

E quello era solo l'inizio.

Nei cinque anni trascorsi da quel rivoluzionario sorvolo, quasi ogni congettura su Plutone che potrebbe essere una palla di ghiaccio inerte è stata lanciata fuori dalla finestra o capovolta.

"Mi è chiaro che il sistema solare ha salvato il meglio per ultimo!" disse Alan Stern, Investigatore principale di New Horizons del Southwest Research Institute, Masso, Colorado. "Non avremmo potuto esplorare un pianeta più affascinante o scientificamente importante ai margini del nostro sistema solare. Il team di New Horizons ha lavorato per 15 anni per pianificare ed eseguire questo flyby e Plutone ci ha ripagato a palate!"

Gli scienziati ora lo sanno, nonostante sia letteralmente fuori al freddo, Plutone è un eccitante, mondo attivo e scientificamente prezioso. Incredibilmente, contiene anche alcune delle chiavi per comprendere meglio gli altri piccoli pianeti nelle zone più remote del nostro sistema solare.

Ecco 10 dei più cool, scoperte più strane e inaspettate che gli scienziati hanno appreso dal 2015 sul sistema di Plutone grazie ai dati di New Horizons.

1. Plutone ha un "cuore, " e guida l'attività sul pianeta

A volte devi solo seguire il tuo cuore, e Plutone sembra aver preso quel consiglio alla lettera.

Il cuore di Plutone, una delle caratteristiche distintive osservate da New Horizons durante l'avvicinamento e riprese in alta risoluzione durante il sorvolo, è un vasto, ghiacciaio di azoto di milioni di miglia quadrate. Il ventricolo sinistro del cuore, chiamato Sputnik Planitia, ha letteralmente costretto il pianeta nano a riorientarsi in modo che il bacino ora sia rivolto quasi esattamente di fronte alla luna di Plutone, Caronte.

"È un processo chiamato vero viaggio polare:è quando un corpo planetario cambia il suo asse di rotazione, di solito in risposta a grandi processi geologici, " ha detto James Tuttle, uno scienziato planetario e membro del team New Horizons presso il Jet Propulsion Laboratory di Pasadena, California.

L'attuale posizione di Sputnik Planitia non è casuale. È una trappola fredda, dove i ghiacci di azoto si sono accumulati per formare uno strato di ghiaccio spesso almeno 2,5 miglia (4 chilometri). Il costante squilibrio di quella massiccia massa, combinato con gli strattoni e le spinte della marea di Caronte mentre orbitava intorno a Plutone, letteralmente ribaltato il pianeta nano in modo che il bacino si allineasse più da vicino con l'asse di marea tra Plutone e Caronte.

"Quell'evento è stato probabilmente anche responsabile della rottura della superficie di Plutone e della creazione delle numerose faglie gigantesche nella sua crosta che zigzagano su ampie porzioni di Plutone, " ha detto Tutti.

Si pensa che il bacino si sia formato a nord-ovest della sua posizione attuale, e più vicino al polo nord di Plutone. E se il ghiaccio dovesse continuare ad accumularsi sul bacino, Plutone continuerà a riorientarsi.

Ma c'è di più in quella storia...

2. Probabilmente c'è un vasto, liquido, oceano d'acqua che scroscia sotto la superficie di Plutone

I ghiacci raccolti potrebbero non essere l'unica cosa che ha aiutato a riorientare lo Sputnik Planitia. I dati di New Horizons dal bacino hanno indicato che potrebbe esserci una massa più pesante al di sotto di esso che ha avuto un ruolo, e gli scienziati sospettano che la massa più pesante sia un oceano d'acqua.

"È stata una scoperta sorprendente, " Disse Tuttle. "Renderebbe Plutone uno sfuggente 'mondo oceanico, " allo stesso modo di Europa, Encelado e Titano." Diverse altre linee di prova, comprese le strutture tettoniche viste nelle immagini di New Horizons, indicano anche un oceano sotto la crosta di Plutone.

Lo Sputnik Planitia è stato probabilmente creato circa 4 miliardi di anni fa dall'impatto di un oggetto della fascia di Kuiper da 30 a 60 miglia (da 50 a 100 chilometri) che ha scavato un enorme pezzo della crosta ghiacciata di Plutone e ha lasciato solo un sottile, strato debole al pavimento del bacino. Un oceano sotterraneo probabilmente si è intromesso nel bacino dal basso spingendosi contro la crosta indebolita, e più tardi lo spesso strato di ghiaccio d'azoto che si vede ora vi fu posto sopra.

Recenti modelli basati su immagini del pianeta suggeriscono che questo oceano liquido potrebbe essersi originato da una rapida, formazione violenta di Plutone.

3. Plutone potrebbe essere ancora tettonicamente attivo perché quell'oceano liquido è ancora liquido

Enormi faglie si estendono per centinaia di miglia e tagliano circa 2,5 miglia nella crosta ghiacciata che copre la superficie di Plutone. Uno degli unici modi in cui gli scienziati spiegano che Plutone ha avuto quelle fessure, anche se, è dal graduale congelamento di un oceano sotto la sua superficie.

L'acqua si dilata mentre gela, e sotto una crosta ghiacciata, quell'espansione spingerà e spaccherà la superficie, proprio come un cubetto di ghiaccio nel tuo congelatore. Ma se la temperatura è abbastanza bassa e la pressione abbastanza alta, i cristalli d'acqua possono iniziare a formare una configurazione cristallina più compatta e il ghiaccio si contrarrà ancora una volta.

I modelli che utilizzano i dati di New Horizons hanno mostrato che Plutone ha le condizioni per quel tipo di contrazione, ma non ha caratteristiche geologiche note che indichino che si sia verificata una contrazione. Agli scienziati, ciò significa che l'oceano sotto la superficie è ancora in fase di congelamento e potenzialmente crea nuove faglie sulla superficie oggi.

"Se Plutone è un mondo oceanico attivo, quindi ciò suggerisce che la fascia di Kuiper potrebbe essere piena di altri mondi oceanici tra i suoi pianeti nani, espandendo drasticamente il numero di posti potenzialmente abitabili nel nostro sistema solare, " ha detto Tutti.

Ma mentre l'oceano liquido di Plutone probabilmente esiste ancora oggi, gli scienziati sospettano che sia isolato nella maggior parte dei luoghi (anche se non sotto lo Sputnik) da quasi 200 miglia (320 chilometri) di ghiaccio. Ciò significa che probabilmente non viene a contatto con la superficie oggi; ma in passato, potrebbe aver trasudato attraverso l'attività vulcanica chiamata criovulcanesimo.

4. Plutone era, e potrebbe essere ancora, vulcanicamente attivo

Ma forse non "vulcanico" nel modo in cui potresti pensare.

Sulla terra, sputi di lava fusa, sbava, bolle, ed erutta da fessure sottomarine attraverso vulcani situati a miglia di altezza e sporgenti dagli oceani, come alle Hawaii. Ma su Plutone, ci sono numerose indicazioni che una sorta di raffreddore, la melma cryolava si è versata sulla superficie in vari punti.

Gli scienziati lo chiamano "criovulcanesimo".

Wright Mons e Piccard Mons, due grandi montagne a sud dello Sputnik Planitia, ciascuno porta un profondo pozzo centrale che gli scienziati ritengono possano essere le bocche di criovolani a differenza di qualsiasi altro trovato nel sistema solare.

A ovest di Sputnik si trova Viking Terra, con le sue lunghe fratture e grippaggi che mostrano tracce di criolava che un tempo scorrevano su tutta la superficie anche lì.

E più a ovest di Sputnik Planitia si trova la regione di Virgil Fossae, dove i criolava ricchi di ammoniaca sembrano essere esplosi in superficie e hanno rivestito un'area di diverse migliaia di chilometri quadrati di molecole organiche di colore rosso non più di 1 miliardo di anni fa, se non anche più recentemente.

E parlando di recente...

5. I ghiacciai tagliano la superficie di Plutone anche oggi, e lo hanno fatto per miliardi di anni

Plutone si unisce ai ranghi della Terra, Marte, e una manciata di lune che hanno ghiacciai che scorrono attivamente.

Ad est di Sputnik Planitia ci sono dozzine di ghiacciai (principalmente) di ghiaccio di azoto che scendono dagli altopiani snocciolati nel bacino, scavando valli mentre vanno. Gli scienziati sospettano cicli stagionali e "mega-stagionali" di ghiacci di azoto che sublimano dal ghiaccio al vapore, si diffondono intorno al pianeta nano e poi si congelano di nuovo sulla superficie sono la fonte del ghiaccio dei ghiacciai.

Ma questi ghiacciai non sono come i nostri ghiacciai di ghiaccio d'acqua qui sulla Terra. Per uno, qualsiasi fusione al loro interno non cadrà verso il fondo del ghiacciaio:salirà in cima, perché l'azoto liquido è meno denso dell'azoto solido. Mentre quell'azoto liquido emerge in cima al ghiacciaio, potenzialmente erutta anche come getti o geyser.

Inoltre, c'è il fatto che parte della superficie di Plutone è composta da ghiaccio d'acqua, che è leggermente meno denso del ghiaccio di azoto. Mentre i ghiacciai di Plutone scolpiscono la superficie, alcune di quelle "rocce" di ghiaccio d'acqua si solleveranno attraverso il ghiacciaio e galleggeranno come iceberg. Tali iceberg sono visti in diverse immagini di New Horizons dello Sputnik Planitia, il più grande dei ghiacciai conosciuti di Plutone, che si estende per più di 620 miglia (1, 000 chilometri) di diametro, circa le dimensioni dell'Oklahoma e del Texas messe insieme.

6. Plutone ha celle di convezione del calore sul suo gigantesco ghiacciaio Sputnik

Ingrandisci la superficie dello Sputnik Planitia e vedrai qualcosa di diverso da qualsiasi altra parte del sistema solare:una rete di strane forme poligonali nel ghiaccio, ciascuno di almeno 6 miglia (10 chilometri) di diametro, agitando sulla superficie del ghiacciaio.

Sebbene assomiglino a cellule al microscopio, questi non lo sono; sono la prova del calore interno di Plutone che cerca di fuggire da sotto il ghiacciaio, e formando bolle di ghiaccio di azoto che sale e scende, qualcosa come una lampada di lava calda.

Il ghiaccio caldo sale al centro delle celle mentre il ghiaccio freddo scende lungo i loro margini. Non c'è niente di simile in nessuno dei ghiacciai della Terra, e o in qualsiasi altra parte del sistema solare che abbiamo esplorato!

7. Plutone ha un "cuore" pulsante che ne controlla l'atmosfera e il clima

Freddo e lontano come può essere Plutone, il suo gelido "cuore" batte ancora quotidianamente, tamburo ritmico che guida l'atmosfera e il clima di Plutone in modo molto simile al modo in cui la Groenlandia e l'Antartide aiutano a controllare il clima della Terra.

I ghiacci di azoto nel Tombaugh Regio a forma di cuore di Plutone attraversano un ciclo ogni giorno, sublimando da ghiaccio a vapore nella luce del sole diurna e condensandosi di nuovo in superficie durante la notte gelida. Ogni round agisce come un battito cardiaco, guidando i venti di azoto che circolano intorno al pianeta fino a 20 mph.

"Il cuore di Plutone controlla effettivamente la sua circolazione atmosferica, " ha scritto Tanguy Bertrand, uno scienziato planetario presso l'Ames Research Center della NASA a Mountain View, California.

I sofisticati modelli di previsioni del tempo che Bertrand ha creato utilizzando i dati di New Horizons mostrano che quando questi ghiacci sublimano nelle zone settentrionali del cuore ghiacciato di Plutone e si congelano nella parte meridionale, spingono venti forti in direzione ovest, curiosamente opposti alla rotazione verso est di Plutone.

Quei venti di ponente, urtando contro l'aspra topografia ai margini del cuore di Plutone, spiegare perché ci sono strisce di vento sul bordo occidentale dello Sputnik Planitia, una scoperta notevole considerando che l'atmosfera di Plutone è solo 1/100, 000esimo quello della Terra, disse Bertrand. Spiegano anche alcune altre sorprendenti caratteristiche simili al deserto...

8. Plutone ha le dune

Non è il deserto del Sahara, o il deserto del Gobi. Questo è Plutone. Centinaia di dune si estendono su almeno 45 miglia (75 chilometri) del bordo occidentale dello Sputnik Planitia, e gli scienziati sospettano che si siano formati di recente.

Le dune richiedono particelle piccole e sostenute, venti motrici che possono sollevare e soffiare i granelli di sabbia o qualsiasi altra cosa. E nonostante la sua debole gravità, atmosfera sottile, freddo estremo e l'intera composizione superficiale dei ghiacci, Apparentemente Plutone aveva (o potrebbe avere ancora) tutto il necessario per creare le dune.

Le montagne di ghiaccio d'acqua ai margini nordoccidentali del ghiacciaio Sputnik possono fornire le particelle, e il "cuore" di azoto pulsante di Plutone fornisce i venti. Al posto del quarzo, sabbie di basalto e gesso soffiate da venti a volte di burrasca sulla Terra, anche se, gli scienziati sospettano che le dune su Plutone siano granelli di ghiaccio metano delle dimensioni di sabbia trasportati da venti che soffiano a non più di 20 mph, anche se data la grandezza delle dune, i venti potrebbero essere stati più forti e l'atmosfera molto più densa in passato.

9. Plutone e Caronte non hanno quasi piccoli crateri, e questo ha delle grandi implicazioni

Trovare crateri sulla superficie dei pianeti è una specie di norma nello spazio. Ma se c'è una cosa anormale nel sistema di Plutone, è che né Plutone né Caronte hanno molti piccoli crateri:sono quasi tutti grandi.

"Ci ha sorpreso perché c'erano meno piccoli crateri di quanto ci aspettassimo, il che significa che ci sono anche meno piccoli oggetti della fascia di Kuiper di quanto ci aspettassimo, " disse Kelsi Singer, un vice scienziato del progetto New Horizons e co-investigatore del Southwest Research Institute di Boulder, Colorado.

Le analisi delle immagini dei crateri di New Horizons indicano che pochi oggetti di diametro inferiore a circa un miglio hanno bombardato entrambi i mondi. Poiché gli scienziati non hanno motivo di credere che l'attività tettonica avrebbe preferibilmente ripulito la superficie da questi piccoli crateri, Potrebbe significare che la fascia di Kuiper è per lo più priva di oggetti molto piccoli.

"Questi risultati ci danno indizi su come si è formato il sistema solare perché ci parlano della popolazione di elementi costitutivi di oggetti più grandi, come Plutone e forse anche la Terra, " ha detto il cantante.

"Ogni volta che andiamo in un posto nuovo nel sistema solare, troviamo sorprese che sfidano le teorie attuali, " Ha aggiunto Singer. "Il flyby di New Horizons ha fatto proprio questo, e in molti modi!"

10. Caronte aveva un passato vulcanico, e potrebbe essere la chiave per comprendere altri mondi ghiacciati

New Horizons ha anche catturato immagini straordinarie della luna di Plutone Caronte, e anche lì hanno rivelato una geologia sorprendente.

Dal lato di Caronte che New Horizons ha ripreso in alta risoluzione, Caronte ha due distinti tipi di terreno:un immenso, pianura che si estende verso sud ufficialmente chiamata Vulcan Planitia che è almeno grande quanto la California, e un terreno accidentato chiamato colloquialmente Oz Terra che si estende a nord fino al polo nord di Caronte. Entrambi sembrano essersi formati dal congelamento e dall'espansione di (avete indovinato!), un antico oceano sotto la crosta di Caronte.

L'espansione moderata nel nord ha creato l'aspro, terreno montuoso di Oz Terra visto oggi, considerando che l'espansione a sud si è fatta strada attraverso le bocche, crepe e altre aperture come criolava, riversandosi sulla superficie. Infatti, Si pensa che Vulcan Planitia sia un crioflusso gigante che copriva l'intera regione all'inizio della storia di Caronte.

Caratteristiche simili esistono su alcuni satelliti ghiacciati in tutto il sistema solare, compresa la luna gigante di Nettuno Tritone, le lune di Saturno Teti, Dione ed Encelado, e le lune di Urano Miranda e Ariel. E grazie alle immagini dettagliate di Caronte di New Horizons, i modelli del passato di Caronte siano una Stele di Rosetta per aiutare a comprendere l'attività vulcanica e geologica anche di quegli altri mondi ghiacciati.

"New Horizons ha trasformato Plutone da un punto telescopico sfocato, in un mondo vivente con una diversità sorprendente e una complessità sorprendente, " ha detto Hal Weaver, Scienziato del progetto New Horizons presso il laboratorio di fisica applicata Johns Hopkins a Laurel, Maryland. "Siamo rimasti tutti sbalorditi dalla gamma di fenomeni nell'intero sistema di Plutone, dalla colorazione polare di Caronte e dal gigantesco abisso, alla composizione "a palla di ghiaccio" dei quattro satelliti più piccoli che offrivano preziosi indizi sulle origini del sistema. L'incontro con Plutone è stata l'esplorazione al suo meglio, un vero tributo alla visione e alla tenacia del team della NASA New Horizons."