Apa yang ada di bawah hati sejuk Pluto? Penyelidikan baru menunjukkan mungkin ada lautan seperti "Laut Mati" yang masin setebal lebih dari 100 kilometer.
"Model termal dalaman Pluto dan bukti tektonik yang terdapat di permukaan menunjukkan bahawa lautan mungkin ada, tetapi tidak mudah untuk menyimpulkan ukurannya atau yang lain tentangnya," kata Brandon Johnson dari Brown University. "Kami dapat meletakkan beberapa batasan pada ketebalannya dan mendapatkan beberapa petunjuk mengenai komposisi."
Penyelidikan oleh Johnson dan pasukannya memfokuskan "jantung" Pluto - wilayah yang secara tidak rasmi disebut Sputnik Planum, yang difoto oleh kapal angkasa New Horizons semasa terbangnya di Pluto pada bulan Julai 2015.
Penyelidik Utama New Horizons Alan Stern menyebut Sputnik Planum "salah satu penemuan geologi yang paling menakjubkan dalam eksplorasi planet selama 50 tahun lebih," dan penyelidikan sebelumnya menunjukkan wilayah itu nampaknya terus diperbaharui oleh perolakan es semasa.
Jantung adalah lembangan selebar 900 km - lebih besar daripada gabungan Texas dan Oklahoma - dan sekurang-kurangnya separuh bahagian baratnya nampaknya terbentuk oleh hentaman, kemungkinan oleh objek sejauh 200 kilometer atau lebih besar.
Johnson dan rakannya Timothy Bowling dari University of Chicago dan Alexander Trowbridge dan Andrew Freed dari Purdue University memodelkan dinamika hentaman yang membuat kawah besar di permukaan Pluto dan juga melihat dinamika antara Pluto dan bulannya Charon.
Kedua-duanya terkunci di antara satu sama lain, yang bermaksud mereka saling menunjukkan wajah yang sama ketika mereka berpusing. Sputnik Planum duduk secara langsung pada paksi pasang surut yang menghubungkan dua dunia. Posisi itu menunjukkan bahawa lembangan mempunyai apa yang disebut anomali jisim positif - mempunyai jisim lebih besar daripada rata-rata untuk kerak es Pluto. Semasa graviti Charon menarik Pluto, ia akan menarik lebih banyak secara proporsional pada kawasan dengan jisim yang lebih tinggi, yang akan memiringkan planet ini sehingga Sputnik Planum sejajar dengan sumbu pasang surut.
Jadi, bukannya menjadi lubang di tanah, kawah sebenarnya telah diisi kembali. Sebahagian daripadanya telah diisi oleh es nitrogen yang menyampaikan. Walaupun lapisan ais itu menambahkan sedikit jisim di lembangan, tidak cukup tebal dengan sendirinya menjadikan Sputnik Planum mempunyai jisim positif.
Selebihnya jisim itu, kata Johnson, mungkin dihasilkan oleh cecair yang bersembunyi di bawah permukaan.
Johnson dan pasukannya menjelaskannya seperti ini:
Seperti bola boling yang dijatuhkan di trampolin, hentaman besar menimbulkan penyok di permukaan planet, diikuti dengan pantulan. Lekapan itu menarik bahan ke atas dari jauh di bahagian dalam planet ini. Sekiranya bahan yang dihidupkan lebih padat daripada apa yang diletupkan oleh hentaman, kawah akan berakhir dengan jisim yang sama dengan sebelum kesan itu berlaku. Ini adalah fenomena yang disebut ahli geologi sebagai pampasan isostatik.
Air lebih padat daripada ais. Oleh itu, jika terdapat lapisan air cair di bawah cengkerang ais Pluto, ia mungkin akan susut berikutan kesan Sputnik Planum, menjelang malam. Sekiranya lembangan dimulakan dengan jisim neutral, maka lapisan nitrogen yang disimpan kemudian akan cukup untuk mewujudkan anomali jisim positif.
"Senario ini memerlukan lautan cair," kata Johnson. "Kami ingin menjalankan model komputer yang memberi kesan untuk melihat apakah ini sesuatu yang sebenarnya akan berlaku. Apa yang kami dapati ialah penghasilan anomali jisim positif sebenarnya cukup sensitif terhadap seberapa tebal lapisan lautan. Ia juga peka terhadap betapa asinnya lautan, kerana kandungan garam mempengaruhi ketumpatan air. "
Model-model itu mensimulasikan kesan objek yang cukup besar untuk membuat lembangan ukuran Sputnik Planum yang memukul Pluto pada kecepatan yang diharapkan untuk bahagian dalam sistem suria. Simulasi tersebut menganggap pelbagai ketebalan lapisan air di bawah kerak bumi, dari tidak ada air sama sekali hingga lapisan setebal 200 kilometer.
Skenario yang paling baik membina semula kedalaman ukuran Sputnik Planum yang diperhatikan, sementara juga menghasilkan kawah dengan jisim pampasan, adalah di mana Pluto mempunyai lapisan lautan setebal lebih dari 100 kilometer, dengan kemasinan sekitar 30 persen.
"Apa yang diberitahu ini adalah bahawa jika Sputnik Planum memang merupakan anomali massa positif - dan sepertinya - lapisan lautan ini sekurang-kurangnya 100 kilometer harus ada di sana," kata Johnson. "Sangat mengagumkan bagi saya bahawa anda mempunyai badan ini sejauh ini di sistem suria yang mungkin masih mempunyai air cair."
Johnson dia dan penyelidik lain akan terus mengkaji data yang dihantar kembali oleh New Horizons untuk mendapatkan gambaran yang lebih jelas mengenai dalaman Pluto dan lautan yang mungkin.
Bacaan selanjutnya: Universiti Brown, New Horions / APL
