Sotto il "cuore" di Plutone giace un raffreddore, oceano fangoso di ghiaccio d'acqua, secondo i dati della missione New Horizons della NASA. In un articolo pubblicato oggi sulla rivista Natura , il team di Nuovi Orizzonti, compresi ricercatori del MIT, riferisce che la caratteristica superficiale più importante del pianeta nano, una regione a forma di cuore chiamata Tombaugh Regio, potrebbe ospitare un rigonfiamento, viscoso, oceano liquido appena sotto la sua superficie.

L'esistenza di un oceano sotto la superficie può risolvere un enigma di vecchia data:per decenni, gli astronomi hanno osservato che Tombaugh Regio, che è la regione più luminosa di Plutone, si allinea quasi esattamente di fronte alla luna del pianeta nano, Caronte, in un orientamento bloccato che non ha avuto una spiegazione convincente.

Una spessa, oceano pesante, suggeriscono i nuovi dati, potrebbe essere servito come "anomalia gravitazionale, "o peso, che avrebbe un ruolo importante nel tiro alla fune gravitazionale di Plutone e Caronte. Nel corso di milioni di anni, il pianeta si sarebbe girato, allineando il suo oceano sotto la superficie e la regione a forma di cuore sopra di esso, quasi esattamente opposto lungo la linea che collega Plutone e Caronte.

"Plutone è difficile da capire su così tanti livelli diversi, ", afferma il co-investigatore di New Horizons Richard Binzel, professore di terra, scienze atmosferiche e planetarie al MIT. Binzel è anche un professore congiunto di ingegneria aerospaziale e una facoltà affiliata al MIT Kavli Institute. "La gente aveva considerato se si potesse ottenere uno strato d'acqua sotto la superficie da qualche parte su Plutone. La cosa sorprendente è che avremmo avuto informazioni da un sorvolo che avrebbero fornito un argomento convincente sul motivo per cui potrebbe esserci un oceano sotto la superficie lì. Plutone continua semplicemente a sorprenderci".

Caratteristiche da un sorvolo

Il 19 gennaio 2006, Nuovi orizzonti, una navicella spaziale delle dimensioni di un pianoforte a coda, lanciato da Cape Canaveral, Florida, in un viaggio di nove anni verso il lontano pianeta nano del sistema solare. Il 14 luglio 2015, la sonda si avvicinò a Plutone e trascorse i successivi tre mesi osservando la sua superficie prima di completare il sorvolo e proseguire verso la fascia di Kuiper.

Durante il suo sorvolo di Plutone, New Horizons ha raccolto le misurazioni delle caratteristiche della superficie, comprese le dimensioni del luminoso di Plutone, regione a forma di cuore. In particolare, la navicella si è concentrata su una regione circolare nel suo "ventricolo sinistro, " chiamato Sputnik Planitia, che si pensa sia un gigantesco bacino d'impatto. Dalle misurazioni della sonda, Binzel ei suoi colleghi hanno determinato le dimensioni e la profondità di Sputnik Planitia.

"È simile in dimensioni proporzionali ai più grandi bacini su Mercurio e Marte, "dice Binzel.

I ricercatori hanno determinato che la regione a forma di cuore, e Sputnik Planitia in particolare, è allineato quasi esattamente di fronte a Caronte.

"I dati di New Horizons dicono che non è solo opposto a Caronte, ma è molto vicino all'essere quasi esattamente l'opposto, " Binzel dice. "Così abbiamo chiesto, qual è la possibilità che accada casualmente? Ed è meno del 5 percento che sarebbe così perfettamente opposto. E poi la domanda diventa, cos'è che ha causato questo allineamento?"

Un oceano viscoso

Il massiccio bacino appare anche estremamente luminoso rispetto al resto del pianeta, e la ragione, suggeriscono i dati di New Horizons, è che è pieno di ghiaccio di azoto congelato.

In precedenza, Binzel e il team di New Horizons hanno trovato prove che questo azoto liquido può essere costantemente rinfrescante, o convezione, a causa di un punto debole sul fondo del bacino. Questo punto debole può far salire il calore attraverso l'interno di Plutone per convetre continuamente il ghiaccio, facendolo bollire "come farina d'avena bollente, "dice Binzel.

Al team di New Horizons, un punto debole nel bacino dello Sputnik Planitia suggerisce che la crosta del pianeta, soprattutto in questa regione, deve essere abbastanza sottile. Se un enorme impattore ha davvero creato il bacino, potrebbe anche aver innescato qualsiasi materiale sotto la superficie per spingere la crosta sottile verso l'esterno, causando una "anomalia gravitazionale positiva, "o uno spesso, massa pesante, che avrebbe aiutato ad allineare la regione rispetto a Caronte.

Ma che tipo di materiale creerebbe abbastanza peso gravitazionale da riorientare il pianeta rispetto alla sua luna? Per rispondere a questo, il team si è rivolto a un modello geofisico dell'interno di Plutone, lavorando nelle misurazioni dalla navicella spaziale New Horizons.

"Plutone è abbastanza piccolo da essersi quasi raffreddato ma ha ancora un po' di calore, ed è circa il 2% del bilancio termico della Terra, in termini di quanta energia sta uscendo, " Dice Binzel. "Così abbiamo calcolato la dimensione di Plutone con il suo flusso di calore interno, e ha scoperto che sotto Sputnik Planitia, a quelle temperature e pressioni, potresti avere una zona di ghiaccio d'acqua che potrebbe essere almeno viscosa. non è un liquido, oceano che scorre, ma forse sdolcinato. E abbiamo scoperto che questa spiegazione era l'unico modo per mettere insieme il puzzle che sembra avere un senso".

Un cuore di ghiaccio

Oltre ad essere allineato con Caronte, Il cuore di Plutone si trova quasi esattamente all'equatore, una posizione che la studentessa laureata e co-autrice di Binzel, Alissa Earle, ha scoperto, potrebbe aver aiutato la regione a mantenere il suo allineamento con Caronte bloccato saldamente in posizione.

In un articolo separato pubblicato online a settembre sulla rivista Icarus, Earle ha modellato le temperature superficiali di Plutone per milioni di anni e ha scoperto che mentre i poli sperimentano sbalzi di temperatura, con inverni lunghi e gelidi e altrettanto lunghi, estati calde, l'equatore ha temperature più moderate. Questo perché scorre abbastanza regolarmente durante il giorno e la notte, ogni tre giorni.

Earle scoprì che se si accumula ghiaccio brillante ai poli, si scioglie semplicemente quando torna l'estate. Ma se quello stesso ghiaccio si forma vicino all'equatore, non fa mai abbastanza caldo da sciogliersi.

"Ciò che rende unico l'equatore è, se ci metti un punto luminoso, perché non fa mai troppo caldo o troppo freddo, allora il punto luminoso resterà sempre freddo, " dice Earle. "Se il ghiaccio si accumula all'equatore, può aggrapparsi ad esso."

Earle ha modellato le temperature della regione per milioni di anni, guardando l'inclinazione dell'asse di Plutone, il suo orientamento al sole, e la sua rotazione giornaliera. Da tutto questo, ha scoperto che la calotta glaciale dello Sputnik Planitia probabilmente persiste da milioni di anni. Anche il deposito di ghiaccio di lunga durata sul "cuore" di Plutone potrebbe aver giocato un ruolo nell'orientare il pianeta verso la sua luna.

"Questo bacino probabilmente è stato lì per molto tempo e ha avuto questo punto luminoso di ghiaccio per molto tempo, "Earl dice. "E questo potrebbe aver aiutato a farlo ruotare dove è oggi."