Sputnik Planitia

Sputnik Planitia
	Kommenterad karta över Sputnik Planitia på Pluto
Funktionstyp	Planitia
Plats	Tombaugh Regio , Pluto
Koordinater	Koordinater :
Diameter	1492 km
Mått	1050 km × 800 km
Upptäckare	Nya horisonter
Eponym	Sputnik 1

Sputnik Planitia / ˈ s p ʌ t n ɪ k p l ə ˈ n ɪ ʃ i ə , ˈ s p ʊ t - / , ursprungligen Sputnik Planum , är en istäckt bassäng med hög albedo på Pluto , cirka 8050 km lång (650 x 500 mi) i storlek, uppkallad efter jordens första konstgjorda satellit, Sputnik 1 . Den utgör den västra loben av den hjärtformade Tombaugh Regio . Sputnik Planitia ligger mestadels på norra halvklotet, men sträcker sig över ekvatorn. Mycket av den har en yta av oregelbundna polygoner åtskilda av tråg, tolkade som konvektionsceller i den relativt mjuka kväveisen. Polygonerna är i genomsnitt cirka 33 km (21 mi) i diameter. I vissa fall är tråg befolkade av blockiga berg eller kullar, eller innehåller mörkare material. Det verkar finnas vindränder på ytan med tecken på sublimering . De mörka ränderna är några kilometer långa och alla riktade åt samma håll. Planitia innehåller också gropar som tydligen har bildats genom sublimering. Inga kratrar kunde detekteras av New Horizons , vilket antyder en yta som är mindre än 10 miljoner år gammal. Modellering av sublimeringsgropbildning ger en ytålderskattning på 180 000
+90 000 -40 000 år. Nära den nordvästra marginalen finns ett fält av tvärgående sanddyner (vinkelrätt mot vindstrimmorna), med ett avstånd på cirka 0,4 till 1 km från varandra, som tros vara sammansatta av partiklar med en diameter på 200-300 μm av metanis härrörande från de närliggande Al-Idrisi Montes .

Sammansättning

Isen som utgör bassängen tros i första hand bestå av kväveis , med mindre fraktioner av kolmonoxid och metanis, även om relativa proportioner är osäkra. Vid Plutos omgivande temperatur på 38 K (−235,2 °C; −391,3 °F), är kväve- och kolmonoxidisar tätare och mycket mindre stela än vattenis, vilket gör glacialliknande flöden möjliga; kväveis är den mest flyktiga. Kväveisen i bassängen vilar på Plutos skorpa som mestadels består av mycket styvare vattenis.

Ursprung

Sputnik Planitia uppstod troligen som en nedslagsbassäng som därefter samlade flyktiga isar . Storleken på den hypotetiska stötkroppen har uppskattats till 150–300 km. Alternativt har det föreslagits att ackumuleringen av is på denna plats tryckte ner ytan där, vilket ledde till bildandet av en bassäng via en positiv återkopplingsprocess utan påverkan. Ansamlingen av flera kilometer kväveis i bassängen var delvis en följd av dess högre yttryck, vilket leder till en högre N ₂ -kondensationstemperatur. Den positiva temperaturgradienten i Plutos atmosfär bidrar till att göra en topografisk depression till en köldfälla.

Terrängen på Pluto antipodal mot Sputnik Planitia kan ha förändrats av fokuseringen där av seismisk energi från det formativa nedslaget. Även om detta förslag är preliminärt med tanke på den dåliga upplösningen av avbildningen av antipodalområdet, liknar konceptet det som har föreslagits för områden som är antipodala mot Caloris- bassängen på Merkurius och Mare Orientale på månen.

En hög säsongsbetonad termisk tröghet på Plutos yta är en viktig drivkraft för avsättning av kväveis på låga breddgrader. Dessa breddgrader får mindre årlig solinstrålning än Plutos polarområden på grund av dess höga snedställning (122,5°). De kallaste regionerna på Pluto ligger i genomsnitt på 30° N. och S. latitud; tidigt i Plutos historia skulle is tendera att ackumuleras på dessa breddgrader i en skenande process på grund av den positiva feedback-associationen av ökad albedo, kylning och ytterligare isavlagring (liknande issegregationen som inträffade på Iapetus ) . Simuleringar tyder på att under en period av cirka en miljon år skulle den flyktiga processen samla mycket av isen till ett enda lock även i frånvaro av en redan existerande bassäng.

Ansamlingen av tät kväveis skulle ha bidragit till att göra Sputnik Planitia till en positiv gravitationsanomali , men i sig skulle det inte ha varit tillräckligt för att övervinna den topografiska depressionen som är förknippad med bassängen. Andra effekter av en påverkanshändelse (se nedan) kunde dock också ha bidragit till en sådan anomali. En positiv gravitationsanomali kunde ha orsakat polarvandring , omorienterat Plutos spinnaxel för att placera planitia nära Pluto-Charon tidvattenaxeln (minimienergikonfigurationen). Sputnik Planitia är för närvarande nära anti-Charon-punkten på Pluto, ett resultat som har mindre än 5 % sannolikhet att uppstå av en slump.

Om Sputnik Planitia skapades av en påverkan, kräver att förklara den positiva gravitationsanomali närvaron av ett underjordiskt flytande vattenhav under Plutos isskorpa; isostatisk upphöjning av den förtunnade skorpan och därav följande inträngning av tätare flytande vatten under bassängen skulle stå för det mesta av anomalien. Gradvis frysning av ett sådant hav, i kombination med polarvandring och lastningen av Sputnik Planitia med is, skulle också förklara de utvidgade tektoniska särdragen över Pluto. Alternativt, om ackumuleringen av is i ett enda lock (utan en stöt) skapade en positiv gravitationsanomali som omorienterade Pluto innan en bassäng bildades, kan tidvattenbukten som Charon lyfte ha bibehållit Plutos orientering även om den positiva anomalien senare försvann .

Skapandet av gravitationsanomalin tros kräva att isskorpan förtunnas med ~90 km under Sputnik Planitia. Skorpan måste dock hållas kall för att upprätthålla sådana variationer i dess tjocklek. metanhydrat under Plutos vattenisskorpa . Detta klatrat har isolerande egenskaper; dess värmeledningsförmåga är cirka 5–10 gånger mindre än den för vattenis (den har också en viskositet som är ungefär en storleksordning större än den för vattenis). Den extra isoleringen skulle hjälpa till att hålla vattenlagret under det i flytande tillstånd, samt hålla isskorpan ovanför den sval. En liknande mekanism kan bidra till bildandet av hav under ytan på andra yttre solsystemsatelliter och trans-neptuniska objekt.

Konvektionsceller

Geologisk karta över Sputnik Planitia och omgivningar ( sammanhang ), med konvektionscellsmarginaler skisserade i svart

Den polygonala strukturen är ett tecken på konvektion av kväve-/kolmonoxidisen, med is som värms upp av värme från det inre som väller upp i mitten av celler, sprider sig och sedan sjunker vid de åsade kanterna. Konvektionsceller har cirka 100 m vertikal relief, med de högsta punkterna i mitten. Modellering av kväveiskonvektionsceller tyder på ett djup på cirka en tiondel av deras bredd, eller 3–4 km för större delen av planitia, och en maximal flödeshastighet på cirka 7 cm per år. Cellmarginaler kan bli avklämda och övergivna när cellerna utvecklas. Många av cellerna är täckta av sublimeringsgropar . Dessa gropar växer sig större genom sublimering under transport från centrum till kanterna av konvektionsceller. Med hjälp av deras storleksfördelning har forskare uppskattat en konvektionshastighet på 13,8
+4,8 -3,8 cm per år, vilket innebär en ytålder på 180 000
+90 000 -40 000 år. Andra forskare har föreslagit att sublimering vid ytan av planitia är ansvarig för dess konvektion genom att kyla ytan genom latent värmeförbrukning, istället för drivkällan från den ursprungligen föreslagna kärnan.

Andra uppenbara indikationer på isflöde som syns på bilder av planitia inkluderar exempel på glaciärer av daltyp som rinner ner i bassängen från intilliggande östra högland (den högra loben av Tombaugh Regio), förmodligen som svar på avsättning av kväveis där, samt is från planitia som rinner in i och fyller intilliggande fördjupningar. Planitia har många blockiga kullar (en till flera km tvärs över) som bildar aggregationer vid cellmarginaler upp till 20 km tvärs över; dessa kan representera flytande bitar av fristående vattenisskorpa som fördes upp på planitia av glaciärt flöde och sedan samlades in i tråg genom konvektionen. I vissa fall verkar kullarna bilda kedjor längs glaciärernas ingångsvägar. Kullarna kan också samlas i icke-konvektionsområden när de fastnar på platser där kväveisen blir för grund.

Planitia har många gropar som tros vara resultatet av sprickbildning och sublimering av kväveis; dessa gropar samlas också i marginalerna av konvektionsceller. Ofta är groparnas botten mörka, vilket kan representera en ansamling av toliner som lämnats efter av den sublimerande isen, eller ett mörkt substrat under planitia, om groparna tränger igenom isen hela vägen. I områden av planitia där konvektionsceller inte är synliga, är groparna fler.

Gränsande till Montes

En topografisk bild av Sputnik Planitia-bassängen, som visar de stigande bränderna som gränsar till glaciärslätterna. Bandningen är en artefakt av kameran.

I nordväst gränsar Sputnik Planitia av en kaotisk uppsättning blockiga berg, al-Idrisi Montes, som kan ha bildats genom kollapsen av intilliggande vattenishögland på planitia.

På dess sydväst gränsar planitia av Hillary Montes , som reser sig 1,6 km (0,99 mi; 5 200 fot) över ytan, och längre söderut, Norgay Montes , som reser sig 3,4 km (2,1 mi; 11 000 fot) över ytan. Dessa berg har också en kaotisk, blockig karaktär. Bergen har fått sitt namn efter Sir Edmund Hillary , nyzeeländsk bergsbestigare och nepalesisk sherpa- bergsbestigare Tenzing Norgay , som var de första klättrarna som nådde toppen av jordens högsta topp , Mount Everest , den 29 maj 1953. Vissa grupper av kullar i bassängen är uppkallade efter rymdskepp; till exempel " Coleta de Dados ", för att hedra den första brasilianska satelliten som skjuts upp i rymden .

Omedelbart sydväst om Norgay Montes ( sammanhang ) ligger ett stort, cirkulärt berg med en central depression, Wright Mons . Den har identifierats som en möjlig kryovulkan .

Namngivning

Det informella namnet Sputnik Planum tillkännagavs först av New Horizons- teamet på en presskonferens den 24 juli 2015. En planum är en platt region med högre höjd (en platå). När topografisk data analyserades i början av 2016 stod det klart att Sputnik faktiskt är en bassäng , och det informella namnet ändrades till Sputnik Planitia senare samma år. Namnet var fortfarande informellt eftersom det ännu inte hade antagits av International Astronomical Union ( IAU). Den 7 september 2017 godkändes namnet officiellt tillsammans med namnen på Tombaugh Regio och 12 andra närliggande ytor.

Se även

Anteckningar