Pod povrchem Pluta bylo moře, a zřejmě stále je – Vědátoreferát

TLDR: Model vzniku z roku 2020 Pluta naznačuje, že tekutý oceán u něj mohl – a možná stále může – existovat již po zformování trpasličí planety. Doposud se mělo za to, že voda roztála později. Model by ale vysvětloval současnou geologii Pluta. Studie tu.

Ze světa trpaslíků

Je tomu už skoro dekádu, co kolem Pluta prosvištěla sonda New Horizons, a vědátoři mají z krátkého setkání stále dost materiálu k úvahám. Ponejvíce jim přitom hlavou vrtá, zdali pod krustou Pluta existuje oceán zmrzlé vody. Prakticky celá planetární geologie Pluta – pardon, trpaslíkolanetární geologie Pluta – totiž naznačuje, že Pluto by mělo tekutou vodu ukrývat. Což naznačuje, že má stále horké jádro. Ale jak je to možný? Nová sonda k Plutu zatím v plánu není, a tak nezbývá než stále jenom uvažovat…

Vědátoři z UC-Santa Cruz pod vedením Carvera Biersona v roce 2020 hodili oko na to, co by mohl být potenciální mechanismus zásobování Pluta teplem. Zdá se, že vznik každého většího objektu by mohl být událostí, která generuje překvapivě hodně tepla pouhým třením zahušťujícího se materiálu. Tuhle akreci známe třeba z okolí černých děr – ale na obdobný pád matroše do gravitační jámy samozřejmě dochází i u planet! A to i těch trpasličích.

To, že při vzniku těles vzniká i teplo, se samozřejmě více méně tušilo. Přesto není každý svět jako Pluto, které vypadá tím dojmem, že by dnes podzemní oceán mohl být dodnes! Známe i ekvivalentně velké světy, které jsou zmrzlé jako zapomenutý nanuk – třeba náš Měsíc. Takže zjevně roli hrají i jiné faktory, než jen vznik nebo jenom radioaktivní prvky v jádru.

Dosavadní převládající teorie ohledně Pluta proto zněla, že u něj zřejmě na tání vodního ledu do podzemního moře došlo až postupem času. Nejspíše vlivem nadmíry radioaktivních prvků v jádru, které skrze svůj rozpad zahřívají okolí. Pluto (zjevně) mohlo vzniknout „trochu teplé“, ale predominantně velmi rychle zmrzlo – a pak zase, možná, díky radioaktivitě trochu rozmrzlo. Alespoň taková byla doposud teze. Jenže pak si v Santa Cruz dali na kukadla sluneční brejle a rozhodli se s touhle hypotézou vytřít podlahu!

Ranní ptáče, dál doorbituje

Biersonův na mechanismy formace mrkl skrze kalkulace a kalkulace přítomných jevů. A podle výzkumníků mohlo Pluto „horký start“ nejenom zažít, ale i v něm pokračovat nadále! Tekutý oceán by nezačal výrazněji zamrzat, ale mohl na Plutu existovat miliardy let. Dost možná až dodnes!

Výzkumníci totiž došli k tomu, že model „Pluto bylo zmrzlé, a až pak pookřálo“ nevysvětluje pozorování geologických útvarů na povrchu Pluta čočkami sondy New Horizons. Kdyby totiž Pluto vzniklo více-měně-chladné, a pak začalo tát, podle vědátorů bychom na povrchu trpasličí planety museli pozorovat rozsáhlé důkazy komprese – čili zásadě obří praskliny.

Krátce po vzniku Pluta by zdejší tekutá podzemní voda totiž začala zamrzat, což by se podepsalo i na „propadu“ vnější kůry dovnitř uklidněného prostoru. Teprve v poslední době by rozpad radioaktivních prvků přišel s táním, a tak i expanzí povrchu. Jenže my dnes na povrchu vidíme hlavně projevy expanze – a naproti tomu důkazy komprese prakticky zcela postrádáme. 

„Hele, to mi neštymuje – dyť voda má menší objem než led!“ možná se škrábete na hlavě. Komprese vlivem zamrzání by ale nenastala jenom kvůli rozdílu objemů skupenství vody, ale i jiných látek. Tavení hornin by zmenšovalo objem celého vnitřku trpasličí planety, část energie by navíc unikala na povrch. Aktivní jádro neznamená jenom tekutou vodu pod povrchem, ale ono teplo čas od času musí ven. Tak či onak by se povrch propadal. Proto komprese, nikoliv expanze. Naopak tekutá voda na počátku by expandovala skrze pozdější dílčí zamrzání (části?) podpovrchového moře. Proto by dominovala expanze.

Biersonův model je samože jen model – ale je pravda, že vysvětluje lépe to, co jsme na Plutu skutečně viděli. Tedy opět především expanzi, nikoliv kompresi.

Stejná doba, jiný start

Co by horký start – a horké pokračování – v případě Pluta znamenalo? Především nenulové šance na vznik života! Pluto by totiž mělo vnitřní energii a tekutý oceán nejspíše po miliardy let. To by nahrávalo možnosti, že se tu chemické prvky můžou spojovat do nějakých živých biočichů, byť třeba jenom těch jednobuněčných.

Jasně, šance života jsou… Spíše trpasličí. Aspoň z toho, co si můžeme představit. Tuší se, že podpovrchová moře budou velmi slaná, což obecně život nemá moc rád. Jak jsme si taky už mockrát rozebrali, je i velkou otázkou, zdali bez rozhraní vody a atmosféry může docházet na podobnou kumulaci organických sloučenin, aby se život mohl rozvíjet. Anebo zdali v podpovrchovém moři může existovat inteligence…

Jde samože ještě o daleko spekulativnější možnost, matematika šancí života je ale prostá – čím déle jsou podmínky stabilní, tím je pravděpodobnost na tuhle planetární virážku o něco vyšší. Horký start Pluta proto nahrává možnostem na Pluťany víc než „trochu teplý start, pak ale led vrací úder, a teprve nedávno došlo na návrat tekuté vody“.

Zatím nemáme nejmenší ponětí, jestli může život v podpovrchových mořích skutečně existovat. Je zrovna tak možné, že život ke vzniku potřebuje trochu zahuštěnější podmínky – kaluže vody na povrchy a tak. Což podpovrchové moře asi spíše mít nebude. Nicméně, při absenci sondy budeme muset ještě dlouho spekulovat, že ano.

Nabízí se teď jistě otázka, proč podobný horký start tedy není viditelný i u jiných objektů. Proč nemá podzemní moře (a známky expanze) Měsíc? Nebo třeba Merkur? Na to lze ale odpovědět snadno – proměnných je samozřejmě ještě daleko, daleko víc. Pluto vzniklo na periferii Sluneční soustavy. Kdybychom je teleportovali na místo Merkuru, začalo by se brzy odpařovat. A naopak Merkur na místě Pluta by byl složen z jiných, těkavějších látek – protože by si to tak daleko od Slunce mohl dovolit.

Více dat!

Merkur je navíc ovlivněn jenom jedním větším tělesem v okolí – Sluncem. Pluto namísto toho má měsíců víc, ačkoliv mnohé zřejmě zachycené. Obě skutečnosti ale mohly hrát vliv při různém poměru různě namixovaných materiálů při vznikání obou těles. A tak v součtu dojdeme k tomu, že jeden svět může mít moře, a druhý nikoliv. Planety ani plutoidy nevznikají jenom v jedné příchuti.

Stejně tak nelze vyloučit ani možnost, že na kompresi povrchu (a tedy chladnější období) u Pluta došlo – ale její stopy byly vymazány pozdější expanzí. Biersonův model bychom rozhodně zatím neměli brát jako Písmo svaté. Jde však rozhodně o zajímavou možnost, které by se nějaká sonda – která se na Pluto jistě do pár staletí vydá – měla věnovat detailněji!

[Ladislav Loukota, PB]

Voda umí divy – ale to neznamená, že voda automaticky znamená i život…

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je vedatororg@seznam.cz