Газовый изолятор может защищать океан внутри Плутона

Изолирующий слой газа под ледяной поверхностью далёких небесных тел может означать, что во Вселенной существует больше океанов, чем считалось ранее. Компьютерное моделирование предоставляет убедительные доказательства того, что изолирующий слой газовых гидратов может предотвращать замерзание подповерхностного океана под ледяной оболочкой Плутона, согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature Geoscience.

В июле 2015 года космический аппарат NASA (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США) New Horizons пролетел через систему Плутона, предоставив первые в истории детальные изображения этой далёкой карликовой планеты и её спутников. Снимки показали неожиданный рельеф Плутона, включая белый эллипсоидный бассейн размером примерно с Техас — равнину Спутника, расположенную недалеко от экватора. Учёные полагают, что под ледяной оболочкой, истончённой в этом регионе, существует подповерхностный океан. Однако эти наблюдения противоречат возрасту карликовой планеты, поскольку океан должен был замёрзнуть давно, а внутренняя поверхность ледяного щита, обращённая к океану, должна была стать плоской.

Международная команда исследователей из Японии и США выдвинула гипотезу, что под ледяной поверхностью равнины Спутника существует изолирующий слой газовых гидратов — кристаллических, похожих на лёд твёрдых веществ, образованных газом, захваченным в молекулярные водные «клетки». Они обладают высокой вязкостью, низкой теплопроводностью и поэтому могут обеспечивать изоляционные свойства.

Учёные провели компьютерное моделирование, охватывающее период в 4.6 миллиарда лет, и рассмотрели два сценария: с изолирующим слоем гидратов между океаном и ледяной оболочкой и без него. Результаты показали, что без такого слоя подповерхностный океан полностью замёрз бы сотни миллионов лет назад, а с ним — почти не замерзает. Формирование равномерно толстой ледяной корки над океаном с изолятором занимает более одного миллиарда лет, а без него — всего около одного миллиона лет.

Наиболее вероятным газом в гипотетическом изолирующем слое исследователи считают метан, происходящий из каменистого ядра Плутона. Эта теория, в которой метан удерживается в виде газового гидрата, также согласуется с необычным составом атмосферы Плутона, бедной метаном и богатой азотом. Как заключают авторы, подобные изолирующие слои могут поддерживать долгоживущие подповерхностные океаны и на других относительно крупных, но слабо нагретых ледяных лунах и далёких объектах. «Это может означать, что во Вселенной больше океанов, чем считалось ранее, что повышает вероятность существования внеземной жизни», — говорит руководитель исследования Шуничи Камата из Университета Хоккайдо.