We are finally starting to understand Pluto's place in the solar system

冥王星は、よく知られた惑星のレシピを持つ奇妙な小さな世界です。

太陽系にある岩石、水、メタン、窒素、一酸化炭素などの多くの物質を組み合わせて、太陽から遠く離れた物体を作り、太陽系内の他の物体からの衝撃を加えれば、それから何十億年も待てば、冥王星のようなものが生成されるかもしれません。

科学者たちは、このレシピにある程度の感覚を持っている。なぜなら、NASAのニューホライズンズ探査機が7月に冥王星を通過し、これまで至近距離から研究されたことのない世界の複雑な地質と大気の息を呑むような画像を送り返したとき、弱者の準惑星を初めて間近で観察したからだ。 。

探査機はフライバイ中に収集したデータを送り返し続けており、研究者たちに世界に関する興味深い情報を滴下している。

ニューホライズンズの接近から数か月が経った今、科学者たちは冥王星が太陽系の中で正確にどこに位置するのかをゆっくりとつなぎ合わせ始めている。

「言っておきますが、私たちが発見したものは誰も予想していませんでした。それは、今日大規模に生きているこの驚くほど複雑な小さな物体です」とニューホライズンズの主任研究員アラン・スターン氏はインタビューで語った。

彼と彼の同僚は出版した5つの新しい冥王星の研究日記で科学今週。

多くの点で、小さな世界の断片はどこか見覚えがあるように見えます。

冥王星の大気の霞の層土星の衛星タイタンのものと似ており、木星のエウロパや土星のエンケラドゥスにあるような液体の地下海がある可能性さえあります。

海王星の最大の衛星であるトリトンも、組成的には冥王星に近いようで、その表面にはメタンのような揮発性のエキゾチックな氷が存在します。

しかし、その比較さえ正確には公平ではありません。

ステロイド中のトリトン

「我々のモデルはトリトンだった…あるいはステロイドを投与したトリトンかもしれない」とスターン氏は語った。

「しかし、それはトリトンではなく、ステロイドを使用したトリトンでもありません。それは実際に独立したものであり、太陽系星雲の中で形成された独自の小さな惑星に私たちは行ったことはありません。」

冥王星と太陽系の他の天体との主な違いは、冥王星が太陽から遠く離れており、他の天体の周りを回っていないという事実に由来します。

冥王星は非常に遠いため、冥王星を構成する分子は、その星に近い他の天体とは異なる動作をします。

たとえば、メタン、一酸化炭素、窒素の分子は地球の表面では氷として現れますが、地球上のこれらの分子はほとんどが気体の状態です。

これらのアイデアは理論的には非常に簡単ですが、実際にそれを見るのは別の話です。

「ずっと期待されていたのは、これらの物体（分子）が存在するということでしたが、人々は実際に1つ1つを組み合わせて、これら2つの異なるクラスの物質がどのように連携して活発な地質学を生み出すことができるのかを本当に本当に理解していなかったように思います」低温だ」と研究の一つの共著者であるウィル・グランディ氏は語った。マッシュ可能。

窒素氷河スプートニク平原と呼ばれる世界の一部を流れており、冥王星の特徴的な中心部の一部を構成しています。

窒素が表面上を移動すると、巨大な水の氷のブロックが窒素の上に浮かんでいるように見えます。

「この世界は、私たちが他の世界で見てきた多くの過程を経た世界です」と惑星科学者のサラ・ヘルスト氏は述べ、たとえ類似点が見られても、これらの氷河や冥王星の他の天体の物理学や化学は依然として変化していない、と付け加えた。完全に新しい。

スプートニク平原自体も地質学的には信じられないほど若いもので、誕生してから1,000万年未満だが、冥王星の他の部分は古代であり、太陽系が40億年以上前に形成されてからそれほど時間が経っていないという。勉強します。

太陽系の新しいテストベッド

冥王星もホストの役割を果たします巨大な山々水と氷でできたロッキー山脈ほどの大きさ。地球上では、この種の氷はもろすぎて大きな山脈を支えることができませんが、冥王星では、極度に低い表面温度のおかげで、これらの山々は高く成長することができます。

メタンのような他の分子も、季節的に大気から氷山の高峰に凝縮し、霜で覆われているようだ、と研究が示唆している。

「これは、私たちにとって、これらのことがどのように機能するかについての理解をテストする非常に重要な方法です」と、ニューホライズンズチームとは無関係であるヘルスト氏は言いました。 「わかりました。山の高さを決定するものと山がどのように形成されるかを理解したと思います。今度は水と氷から山を作ります。」

タイタンヘルスト氏によると、水と氷でできた山もあるかもしれないが、その月は冥王星よりもはるかに暖かく、さらに重力も異なるという。そのため科学者たちは現在、太陽系のさまざまな場所で惑星がどのようにして氷の山を形成するかを解明するための 2 つのテストベッドを持っています。

冥王星の窒素、一酸化炭素、メタンが豊富な大気についても同様です。科学者たちは冥王星の大気の様子を冥王星の大気の様子と比較できるようになりました。トリトンまたはTitanも同様の組成を持っています。

これは小さな質問のように思えるかもしれませんが、私たちの宇宙近隣がどのように機能し、どのようにして誕生したのかを正確に理解したいという根本的な欲求につながります。

壊滅的な誕生と地下海洋

これらの発見は、40億年以上にわたる冥王星の進化の完全な理解にもつながります。

ニューホライズンズが準惑星の飛行中に見た冥王星は、小さな世界とその衛星系を形成した暴力的で壊滅的な出来事の産物です。

科学者たちはまだ宇宙衝突の詳細を正確に把握していないが、ある種の衝突体が準惑星の初期バージョンに衝突したことは明らかである。

その衝撃はおそらくカロンを形成し、世界を巡る混乱した物質を残し、最終的には冥王星の他の小さな衛星ケルベロス、ニクス、ヒドラ、スティクスに凝縮した。

形成後、冥王星とカロンは残された可能性があります。地下海洋新しい研究の1つによると、それが昨年ニューホライズンズで観察された地質のかなりの部分を引き起こしたという。

ある新しい研究が示唆するところによると、科学者たちは現在、カロンの地下海が――もし存在するとしたら――凍って、月の表面に見られる信じられないほど複雑な亀裂や亀裂を生み出した可能性が高いと考えている。

ニューホライズンズの科学者ウィリアム・マッキノン氏によると、海が凍ると膨張し、カロンを内側から外側に引き伸ばし、地殻を破壊したという。

ニューホライズンズのチームは、冥王星の中にまだ存在する可能性のある地下海洋の証拠も発見した。

科学者らは、冥王星の約3分の2は岩石であり、その岩石の中にウランのようなゆっくりと分解する元素があり、おそらく氷の表面の下に海を維持できるほど世界を暖かく保っているのではないかと考えている。

「これは主に理論的な議論です」とマッキノン氏は語ったマッシュ可能。

「数字を総合すると、本当に海が持続する可能性があります。凍っていなければならないという難しい議論はありません。」

カイパーベルトのコンテキスト

冥王星は、カイパーベルト（準惑星の宇宙空間の一部にある冷たい天体の塊）の一部にある天体の好例である可能性が高いが、科学者らは太陽系の広大な帯の探索をまだ終えていない。

カイパーベルトはいくつかの部分に分かれる傾向があります。

一方で、冥王星の近隣はおそらく他の同様の天体によって支配されており、それらの天体は海王星の近くから始まり、その後移動して現在の場所に到達した可能性があります。

この大規模な太陽系の再構築は約40億年前、巨大惑星の軌道が何らかの形で変化したときに起こったであろう、とマッキノン氏は付け加えた。

冥王星のような潜在的に移動可能な天体は、太陽系の形成後に深刻な変化を経験し、複雑な地質を残した可能性がありますが、正確には誰にもわかりません。

実際、冥王星をクローズアップで見ると、答えよりも多くの疑問が生じたかもしれません。

「冥王星には比較的クレーターが多く、地質学的に興味深いことがあまり起こっていないのではないかと誰もが思っていたと思いますが、明らかにそうではありませんでした」とヘルスト氏は語った。

「では、それは（カイパーベルトの）他の大きな天体について何を意味するのでしょうか？それらもそうなのでしょうか、それとも明らかに冥王星に起こった壊滅的な出来事のせいで潜在的に特別なケースなのでしょうか？おそらく、それらはすべてそのように見えます。」私たちには分かりません。」

その他のオブジェクトカイパーベルトのさらに外側にある古典的なカイパーベルト天体として知られるものは、太陽系が最初に形成されたときに存在した元の物質の原始的な例である可能性があります。

そして間もなく、科学的基準からすると、間もなく、ニューホライズンズは、その原始的な天体が通過するときに、それらの天体を探索する機会を得るでしょう。2014 MU692019年にカイパーベルトで。

2014 MU69 はハッブル宇宙望遠鏡によって発見され、太陽系の最古の物質を表す可能性のあるカイパー ベルト天体の 2 番目の非冥王星に似たカテゴリに属する​​可能性があります。

NASAが探査機の長期ミッションに資金を提供していると仮定すると、ニューホライズンズに協力している科学者たちは、それを間近で確認するのが待ちきれません。

「我々はそれ（2014年のMU69）については基本的に何も知らない」とマッキノン氏は語った。 「私たちが知っている限りでは、それは二値世界そのものです。」

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