21 oktober 2017

Hoe is het ijzige hart van Pluto precies ontstaan?

pluto-and-charon

Eén van de opvallendste kenmerken van de dwergplaneet Pluto is de ijzige hartvormige regio, die precies zo ver mogelijk van de grote maan Charon vandaan wijst. Vooral de westelijke lob van het hart, Sputnik Planitia genoemd, is opvallend aangezien het drie verschillende soorten ijzen bevat – bevroren stikstof, methaan en koolmonoxide. De unieke eigenschappen van Sputnik Planitia lijken te suggereren dat we hier met een oeroud inslagbasin van doen hebben. Maar is dat wel zo?

Natuurkundigen zijn namelijk met een nieuw model gekomen om het ontstaan van Sputnik Planitia te verklaren en hierbij is een enorme inslag niet noodzakelijk. Volgens dit model is de ijskap van Pluto heel snel ontstaan, op het moment dat Pluto veel sneller roteerde dan vandaag de dag. De locatie van Sputnik Planitia kan dan verklaard worden door te kijken naar het ongewone klimaat van Pluto én de merkwaardige rotatieas, die een hoek van 120 graden maakt. De rotatieas van de aarde maakt, ter vergelijking, een hoek van 23,5 graad.

Door het klimaat van Pluto te modelleren via een computermodel, zijn wetenschappers erachter gekomen dat gedurende de 248-jarige omloopbaan rond de zon de koudste gebieden zich bevinden rond de 30 graden noorder- en zuiderbreedte. Deze gebieden blijken gemiddeld veel kouder te zijn dan de polen van de dwergplaneet! Dat betekent dat het meeste ijs zich hier zal verzamelen – inclusief in Sputnik Planitia, dat zich op 25 graden noorderbreedte bevindt.

Volgens het nieuwe model zal een kleine ijsafzetting vanzelf meer ijs gaan aantrekken, aangezien het ijs ervoor zorgen dat zonlicht (en warmte) wordt teruggekaatst het heelal in. Dit positieve terugkoppelingsmechanisme wordt het “runaway albedo effect” genoemd. Na verloop van tijd is via deze wijze de dominante ijskap op Pluto ontstaan. Nu is het basin van Sputnik Planitia niet helemaal gevuld met ijs, wat lijkt te suggereren dat het hart van Pluto langzaam in massa is afgenomen – bijna alsof het verweerd is. Het nieuwe model heeft hier niet direct een verklaring voor.

Hoe dan ook, de ijskap heeft natuurlijk een enorm gewicht en dat heeft ervoor gezorgd dat het massamiddelpunt van Pluto is verschoven. Daarnaast is de omlooptijd van Pluto langzaam afgenomen als gevolg van getijdenkrachten van Charon. Hetzelfde is trouwens ook dichter bij huis gebeurd – de aarde is ook langzamer gaan roteren als gevolg van onze maan. Bij Pluto heeft dit ervoor gezorgd dat binnen een paar miljoen jaar Pluto en Charon in een getijdenslot zijn komen te staan, waarbij beide hemellichamen altijd met dezelfde zijde naar elkaar gericht staan – wederom is iets soortgelijks ook bij de aarde en de maan gebeurd, maar dat nam veel langer in beslag (miljarden jaren).

De enorme massa van Sputnik Planitia zal toen zijn verschoven, waarbij de complete dwergplaneet is gaan kantelen. Dit had twee mogelijke uitkomsten: oftewel is het basin precies richting Charon gaan wijzen, of juist zo ver mogelijk van de maan vandaan. Het laatste is gebeurd- Sputnik Planitia is (gezien vanaf Charon) precies aan de ‘achterkant’ van Pluto terecht gekomen, op een lengtegraad van 175 graden. Als gevolg van het enorme gewicht van het ijs in Sputnik Planitia is vanzelf een ‘deuk’ in het oppervlak ontstaan. In dat geval is een inslag helemaal niet noodzakelijk geweest om het basin te creëren.

Dit nieuwe model weet zowel de breedtegraad als de lengtegraad van Sputnik Planitia te verklaren, maar dit is zeker niet het enige model dat juist zou kunnen zijn. Andere wetenschappers blijven van mening dat Sputnik Planitia door een inslag is ontstaan. Volgens dat model is het basin ontstaan nadat de rotatie van Pluto was vertraagd en sindsdien slechts een beetje van locatie veranderd. In dat geval lijken de eigenschappen van Sputnik Planitia te wijzen op een ondergrondse oceaan. Bij het nieuwe model, is het bestaan van die oceaan niet noodzakelijk. Welk model de juiste is? Wel, op basis van de beschikbare informatie over de dwergplaneet lijken beide scenario’s ongeveer even plausibel.

Bron: University of Maryland

Reacties

  1. Hoek van 120, alleen als je weet wat de bovenkant is, zou ook 60 kunnen zijn.

    • Men weet immers wat de bovenzijde is?

      Als men zich boven de noordpool bevindt, draait de planeet tegen de klok in.
      Boven de zuidpool draait de planeet met de klok mee.

      Groet, Paul

  2. “…drie verschillende soorten ijzen …”

    Taalkundig moet het vlg. mij ‘drie verschillende soorten ijs’ of ‘drie verschillende ijzen’ heten.
    En dan stappen we er even overheen dat ijs eigenlijk per definitie de vaste vorm van water is. 😉

    Groet, Paul

  3. Ja, duidelijk. Kwestie van definitie. Bedankt

Laat wat van je horen

*