Ledinėse nykštukinėse planetose rasta geoterminio aktyvumo požymių ir požeminių vandenynų

Išnagrinėję galimus jo atsiradimo scenarijus, mokslininkai padarė išvadą, kad šių planetų „centras“ yra daug karštesnis, nei tikėtasi.

Norėdami suprasti, kaip susiformavo Saulės sistema, astronomai tyrinėja už Neptūno orbitos skriejančias „statybines nuolaužas“ – transneptūniškus objektus.

Tai daugiausia maži kūnai, tačiau tarp jų yra ir keletas didelių: nykštukinės planetos Plutonas, Haumėja, Makemakė ir Eridė.

Pastarosios dvi pagal dydį nusileidžia tik Plutonui, todėl mokslininkai jomis taip domisi.

Dabar Džeimso Vebo kosminio teleskopo dėka astronomai turi naujų duomenų apie jų paviršiaus sudėtį.

Artimųjų infraraudonųjų spindulių spektrografas (NIRSpec) nykštukinėse planetose aptiko metano junginių su padidintu sunkiojo vandenilio (deuterio) ir įvairių anglies izotopų kiekiu.

Tai pirmas kartas, kai mokslininkams pavyko išmatuoti deuterio ir vandenilio santykį Eridės ir Makemakės metane.

Skirtingų procesų metu susidaro skirtingi izotopai, todėl, apsiginklavę nauja informacija, mokslininkai analizavo įvairius metano atsiradimo scenarijus.

Naujojo darbo autoriai nustatė tris metano rūšis, kurių gali būti Eridėje ir Makemakėje: pirminis metanas iš protoplanetinio disko, termogeninis metanas iš sudėtingų organinių molekulių ir abiogeninis metanas, susidarantis hidrotermiškai perdirbant anglies oksidus uolienose.

Metaną taip pat gali gaminti bakterijos, tačiau biologinės kilmės versijos mokslininkai, žinoma, nesvarstė.

Remdamiesi Saturno ledinio palydovo Titano, taip pat Žemės, meteoritų ir kometų tyrimais, astronomai išnagrinėjo įvairius scenarijus.

Pirminio metano Eridėje ir Makemakėje beveik nėra, nes priešingu atveju deuterio ir vandenilio santykis būtų daug didesnis. Jis galėjo ištrūkti į kosmosą arba suirti šių kūnų evoliucijos metu.

Šiems stebėjimams geriausiai tinka abiogeninis ir termogeninis metanas. Jų susidarymui reikalinga palyginti aukšta 160-380 laipsnių Celsijaus temperatūra.

Taigi šios nykštukinės planetos turi uolinį branduolį, kuris buvo įkaitintas skylant radioaktyviesiems elementams.

Todėl po metano ledu turi būti skysto vandens. O metaną į paviršių iškelia kriovulkanizmas.

Metano ledo atsinaujinimą taip pat rodo per didelis Eridės ir Makemakės paviršių albedas, t. y. atspindžio koeficientas.

Veikiamas kosminės spinduliuotės, metanas virsta sunkesniais angliavandenilių junginiais, įgaudamas raudoną atspalvį – prisiminkime Plutono paviršių.

Kadangi Eridės ir Makemakės paviršius išlieka šviesus, vadinasi, metano ledas atsinaujina. Priežastis gali būti sezoninė metano sublimacija ir vėlesnė jo kondensacija – jis nusėda ant paraudusio paviršiaus.

Jei metano sluoksnis paviršiuje yra pakankamai storas, jame gali vykti konvekcija: iš branduolio įkaitusi medžiaga kyla aukštyn, kur vėl užšąla.

Štai kodėl palydovo lyguma – „centras“ Plutono „šone“ – išlieka baltas.

Makemakė ir Eridė yra labai toli nuo Saulės. Abu priartėja maždaug 38 astronominių vienetų atstumu (astronominis vienetas – atstumas nuo Žemės iki Saulės), tik Eridės orbita yra labiau ištęsta.

Makemakės skersmuo yra nuo 1,4 iki 1 500 km, t. y. šiek tiek didesnis už Plutono palydovą Charoną.

Kol kas nežinome tikslios nykštukinės planetos masės ir tankio, tačiau 2016 m. buvo rastas jos palydovas, todėl charakteristikos bus gautos, kai mokslininkai išanalizuos šių kūnų dinamiką.