การสำรวจประวัติศาสตร์โคมไฟ

เมื่อรวมแบบจำลองคอมพิวเตอร์เข้ากับข้อมูลภูมิประเทศและองค์ประกอบที่รวบรวมโดยยานอวกาศ New Horizons ของ NASA เมื่อฤดูร้อนที่แล้ว สมาชิกในทีม New Horizons สามารถระบุความลึกของชั้นน้ำแข็งไนโตรเจนที่เป็นของแข็งภายในลักษณะ "หัวใจ" ที่โดดเด่นของดาวพลูโต ซึ่งเป็นที่ราบขนาดใหญ่ที่รู้จักกันอย่างไม่เป็นทางการว่า Sputnik Planum - และน้ำแข็งไหลเร็วแค่ไหน การศึกษาได้รับการตีพิมพ์ในวารสารNature ฉบับวันที่ 2 มิถุนายน 2016 นักวิทยาศาสตร์ภารกิจใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์อันล้ำสมัยเพื่อแสดงให้เห็นว่าพื้นผิวของ Sputnik Planum นั้นปกคลุมไปด้วย "เซลล์" ที่เย็นเยือก ปั่นป่วน และพาความร้อนเป็นระยะทาง 10-30 ไมล์ และมีอายุน้อยกว่าหนึ่งล้านปี การค้นพบนี้นำเสนอข้อมูลเชิงลึกเพิ่มเติมเกี่ยวกับธรณีวิทยาที่ผิดปกติและเคลื่อนไหวบนดาวพลูโต และบางทีอาจมีวัตถุอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกันในบริเวณรอบนอกของระบบสุริยะ William B. McKinnon ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์โลก สาขา Arts & Sciences จากมหาวิทยาลัยวอชิงตันในเซนต์หลุยส์ กล่าวว่า "เป็นครั้งแรกที่เราสามารถระบุได้ว่ารอยเชื่อมประหลาดเหล่านี้ของพื้นผิวน้ำแข็งของดาวพลูโตเป็นอย่างไร" การเรียน. "เราพบหลักฐานว่าแม้บนดาวเคราะห์ที่หนาวเย็นห่างไกลจากโลกหลายพันล้านไมล์ มีพลังงานเพียงพอสำหรับกิจกรรมทางธรณีวิทยาที่รุนแรง ตราบใดที่คุณมีสิ่งที่อ่อนนุ่มและยืดหยุ่นได้เช่นน้ำแข็งไนโตรเจน" แมคคินนอนยังเป็นรองหัวหน้าฝ่ายธรณีวิทยา ธรณีฟิสิกส์ และการถ่ายภาพของนิวฮอไรซันส์อีกด้วย McKinnon และเพื่อนร่วมงานเชื่อว่ารูปแบบของเซลล์เหล่านี้เกิดจากการพาความร้อนอย่างช้าๆ ของน้ำแข็งที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบซึ่งเติม Sputnik Planum โคมไฟ อ่างเก็บน้ำที่น่าจะมีความลึกหลายไมล์ในบางแห่ง ไนโตรเจนที่เป็นของแข็งจะได้รับความอบอุ่นจากความร้อนภายในของดาวพลูโตที่พอประมาณ ลอยตัวและลอยตัวขึ้นเป็นก้อนใหญ่ - ลองนึกถึงตะเกียงลาวา - ก่อนที่จะเย็นตัวลงและจมลงอีกครั้งเพื่อวนรอบใหม่ แบบจำลองคอมพิวเตอร์แสดงให้เห็นว่าน้ำแข็งต้องการความลึกเพียงไม่กี่ไมล์เพื่อให้กระบวนการนี้เกิดขึ้น และเซลล์การพาความร้อนนั้นกว้างมาก แบบจำลองยังแสดงให้เห็นว่าก้อนไนโตรเจนแข็งที่คว่ำเหล่านี้สามารถค่อยๆ วิวัฒนาการและผสานรวมกันเป็นเวลาหลายล้านปี สันที่ทำเครื่องหมายตำแหน่งที่น้ำแข็งไนโตรเจนเย็นตัวลงสามารถบีบออกและทิ้งได้ ส่งผลให้มีลักษณะเป็นรูปตัว Y หรือ X ในบริเวณทางแยกซึ่งเซลล์การพาความร้อน 3 หรือ 4 เซลล์มาบรรจบกัน "ฉันมีความสุขมากที่ได้ใช้เทคนิคการสร้างแบบจำลองการพาความร้อนที่ฉันพัฒนาขึ้นระหว่างการทำงานระดับปริญญาเอกล่าสุดที่มหาวิทยาลัยวอชิงตัน และนำไปใช้กับสถานที่ที่น่าตื่นตาตื่นใจบนดาวพลูโต" เทเรซา หว่อง นักวิจัยหลังปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยวอชิงตันและผู้เขียนร่วมกล่าว เกี่ยวกับการศึกษา การเคลื่อนที่ของพื้นผิวแบบพาความร้อนนี้เฉลี่ยเพียงไม่กี่เซนติเมตรต่อปี ซึ่งเร็วพอๆ กับเล็บมือของคุณที่เติบโต ซึ่งหมายความว่าเซลล์จะหมุนเวียนพื้นผิวของพวกมันทุกๆ 500,000 ปีหรือมากกว่านั้น ช้าในนาฬิกาของมนุษย์ แต่คลิปอย่างรวดเร็วในมาตราส่วนเวลาทางธรณีวิทยา "กิจกรรมนี้อาจช่วยสนับสนุนบรรยากาศของดาวพลูโตโดยทำให้พื้นผิวของ 'หัวใจ' สดชื่นอย่างต่อเนื่อง" แมคคินนอนกล่าว "ไม่น่าแปลกใจเลยที่เราจะเห็นกระบวนการนี้บนดาวเคราะห์แคระดวงอื่นในแถบไคเปอร์ หวังว่าเราจะมีโอกาสได้ค้นพบสักวันหนึ่งกับภารกิจสำรวจในอนาคตที่นั่น" ยานนิวฮอไรซันส์อาจมองเห็นวัตถุโบราณขนาดเล็กกว่าในระยะใกล้ ซึ่งอยู่ไกลออกไปมากในแถบไคเปอร์ พื้นที่รูปร่างคล้ายดิสก์เลยวงโคจรดาวเนปจูน ซึ่งเชื่อว่ามีดาวหาง ดาวเคราะห์น้อย และวัตถุขนาดเล็กที่เป็นน้ำแข็งอื่นๆ ยานนิวฮอไรซันส์บินผ่านระบบดาวพลูโตเมื่อวันที่ 14 กรกฎาคม พ.ศ. 2558 ซึ่งเป็นการสังเกตการณ์อย่างใกล้ชิดครั้งแรกของดาวพลูโตและบริวารของดวงจันทร์อีก 5 ดวง