Харон, спутник Плутона: почему его кору разорвало изнутри
Когда зонд «Новые горизонты» прислал первые чёткие снимки Харона, учёные увидели на крупнейшем спутнике Плутона огромный разлом, рассекающий поверхность. Харон когда-то буквально треснул изнутри — и причиной, скорее всего, стал замёрзший подповерхностный океан. Ниже разбираем, что это за объект, почему его кора разорвалась и что показали фотографии вблизи.
Что такое Харон: открытие и базовые характеристики
Харон — крупнейший из спутников Плутона. Его открыл американский астроном Джеймс Кристи 22 июня 1978 года, заметив, что изображение Плутона на фотопластинках периодически словно «вытягивается» в сторону. Это «вытягивание» и оказалось вторым телом, которое раньше сливалось с Плутоном в одну точку.
По размеру Харон поражает: его диаметр около 1212 км — это чуть больше половины диаметра самого Плутона, а масса спутника превышает десятую часть массы Плутона. Для сравнения: обычные спутники планет в тысячи раз легче своих хозяев, а здесь разница совсем небольшая. Обращается Харон вокруг Плутона за 6,387 суток, и его орбита синхронна с вращением Плутона — оба тела всё время повёрнуты друг к другу одной и той же стороной.
При этом Харон — один из крупнейших известных объектов пояса Койпера, ледяной области за орбитой Нептуна. О том, почему сам Плутон в итоге лишился статуса планеты, мы подробно разбирали в отдельном материале про спор о статусе Плутона.
Почему Плутон и Харон называют двойной системой
Обычно спутник вращается вокруг центра планеты. Но Харон такой большой и так близко расположен, что общий центр масс системы — барицентр — лежит в пустом пространстве между двумя телами, а не внутри Плутона. Из-за этого пару Плутон–Харон часто называют не «планета и спутник», а двойной системой.
Представьте двух фигуристов примерно одинакового веса, которые держатся за руки и кружатся: ни один не стоит на месте, оба вращаются вокруг точки между ними. Примерно так ведут себя Плутон и Харон. Расстояние между ними — около 19 600 км, и при этом Харон постоянно обращён к Плутону одним полушарием. С поверхности Плутона Харон выглядел бы огромным диском, неподвижно висящим в одной точке неба.
Почему кору Харона разорвало: подповерхностный океан и Serenity Chasma
Главная достопримечательность Харона — гигантский разлом на обращённой к Плутону стороне, получивший название Serenity Chasma. Это трещина растяжения: её длина превышает 200 км, ширина — 40–50 км, а глубина местами достигает 5–7 километров. По геологическим меркам это рана через половину поверхности небольшого мира.
Откуда она взялась? Ведущая гипотеза — замёрзший подповерхностный океан. Когда Харон был молод, тепло из недр поддерживало под ледяной корой слой жидкой воды. Со временем этот океан замёрз, а вода при замерзании расширяется. Расширяющийся лёд распирал спутник изнутри, кора растягивалась и в итоге трескалась — это и есть экстензионная (растягивающая) тектоника.
Расчёты подтверждают картину: наблюдаемая деформация согласуется с замерзанием океана толщиной около 35 км, и именно эти напряжения породили крупные каньоны и, возможно, потоки ледяной «лавы». Позже накопление тепла от распада радиоактивных элементов создало второй, меньший океан, который, по оценкам, замёрз от 0,5 до 1,7 млрд лет назад; при его замерзании мог сработать криовулканизм — извержение не раскалённой магмы, а ледяной смеси. Идея океана под ледяной корой не уникальна для Харона — похожие подозрения есть и у его соседей, о чём мы писали в заметке про океан под поверхностью Плутона, и про тёплый океан на спутнике Плутона.
Что показали фотографии «Новых горизонтов»
Детально разглядеть Харон удалось только в июле 2015 года, когда мимо системы пролетел зонд New Horizons. До этого спутник был лишь тусклой точкой рядом с Плутоном.
Снимки удивили геологов: вместо однообразного мёртвого шара они увидели сложный рельеф с тектоническими разломами, гладкими равнинами, отдельными горами, окружёнными впадинами, и сильно кратерированными участками. Для такого маленького тела это неожиданно богатая геология — обычно мелкие ледяные миры остаются неизменными миллиарды лет. Первые кадры с близкого расстояния мы в своё время публиковали в материале о том, как зонд передал фотографию Харона.
Загадка тёмного полюса: красное пятно Mordor Macula
Отдельная странность Харона — крупная красновато-бурая «шапка» на северном полюсе, которую назвали Mordor Macula в честь Мордора из книг Толкина. На фоне серого ледяного шара она выглядит как чужеродное пятно.
Объяснение оказалось красивым. По основной гипотезе, метан «убегает» из атмосферы Плутона и оседает на холодном полюсе Харона. Там под действием ультрафиолета и космического излучения метан превращается в толины — тёмную органику, которая и придаёт полюсу красноватый оттенок. Получается, что один мир буквально «красит» полюс другого. Подробнее эту историю мы разбирали в тексте про загадку Мордора на Хароне.
Если хотите проверить эти факты собственными глазами, есть простой способ: NASA выкладывает исходные снимки New Horizons в открытый доступ, и на самых резких кадрах Serenity Chasma и тёмный полюс видны без всякой обработки — стоит сравнить их с цветными версиями, чтобы понять, где реальный рельеф, а где результат раскраски по спектру. Сама же история Харона — это напоминание, что даже у крошечного ледяного спутника на краю системы может быть бурное прошлое с океаном, разломами и ледяными извержениями.
Читать далее
