Uprkos njihovim razlikama, da li je moguće da su ova dva sveta sa periferija solarnog sistema nekad davno razdvojena prilikom rođenja?
Nikom na prvi pogled ne izgleda da Ceres i Pluton imaju išta posebno zajedničko. Smešten u asteroidnom pojasu između Marsa i Jupitera, Ceres je majušni usamljenik, dok je Pluton – u Kajperovom pojasu na ivicama solarnog sistema – skoro triput veći i sa punom šakom pratilaca. Dok Ceresovim pejzažom dominira smeša stenja i vodenog leda, dotle je Pluton pokriven metanom i azotnim ledom. Tanka, maglovita atmosfera kruži oko Plutona, dok su astronomi nad Ceresom pronašli samo tragove gasova. Ti svetovi su toliko različiti da planetni naučnik Steve Desch priznaje da je on jedan od samo šačice istraživača koji se bave sa oba.
Ali ako se malo začeprka, videće se da planete patuljci nisu potpuno različite. Novi podaci o tragovima amonijaka na Ceresu nagoveštavaju mnogo bližu povezanost među njima. Velike depresije ispunjavaju velike delove površine svake od njih, a njihovi ledeni vulkani se verovatno aktiviraju tečnostima koje se kriju ispod površine. Zapravo, sve veći broj astronoma počinje da ih gleda kao blizance, braću rođenu na istom mestu u isto vreme ali razdvojene odmah po rođenju. Njihove različitosti odražavaju stanje okruženja u kome su se našli nakon razdvajanja.
Povezuje ih još jedna zajednička crta: kosmičke letilice Nase su 2015. posetile oba sveta – 'New Horizons' je proleteo pored Plutona, a 'Dawn' je počeo da proučava Ceres (i danas je tamo!). Baš zahvaljujući tim misijama danas imamo obilje novih podataka iz prve ruke. 'Ako bi uzeli neko telo slično Plutonu i ubacili ga u asteroidni pojas, ono bi verovatno ličilo na Ceres,' smatra astronom Will Grundy, stručni saradnik na projektu 'New Horizons'.
RAZDVOJENI PO ROĐENJU
Ispada da bi to stvarno mogao da bude slučaj: sa Ceresom koji je izvorno nastao bliže Plutonu, pre nego što ga je iz orbite izbacila neka veća planeta.
Model Grand Tack[1]. Dva modela ranog Sunčevog sistema u stanju su da objasne trenutnu lokaciju Ceresa i Plutona. Po modelu Grand Tack, orbite migrirajućih Jupitera i Saturna odbacujući Pluton van a Ceres ka unutra. Kako su Jupiter i Saturn napredovali ka unutrašnjosti, tako su izbacili ~15% unutrašnjih asteroida iza Saturnove orbite; ali kada su se vratili nazad, onda su samo 0,5% asteroida odbacili nazad ka unutra.
Rani solarni sistem je bilo jedno haotično mesto, i astronomi danas veruju da su mnoge planete lutale pre nego što su se smirile na današnjim orbitama. Dva modela, oba opisana u novom milenijumu, najviše odgovaraju savremenim orbitnim podacima. Prva od njih, hipoteza nazvana Grand Tack, sugeriše da su se u početku Jupiter i Saturn polako kretali ka unutrašnjosti solarnog sistema, pre nego što ih je gravitacioni disbalans vratio nazad na njihove današnje orbite udaljene od Sunca. Drugi model, nazvan po gradu Nici, sugeriše da su četiri gasovita džina (od Jupitera do Neptuna) posedovala uske orbite, koje su se polako širile do današnjih dimenzija. Dve teorije se uzejamno ne isključuju; Sean Raymond, jedan od teoretičara Grand Tacka, kaže da nema problema da radi i sa Nece modelom. 'Dobro funkcionišu i zajedno,' smatra on.
Nice model. Prema njemu, planete su vremenom donekle rokirale mesta. Prvobitno, nalazile su se skoro u kružnim orbitama na ~5,5 AJ do ~17 AJ, a okruživao ih je gusti disk planetezimala, ukupne mase oko 35 Zemalja. Oni su uzrok pojava kao što su trojanaci ili tzv. Kasno teško bombardovanje, čiji su tragovi vidljivi danas na Mesecu.
Računarski prikaz Nicinog modela dinamičke simulacije migracije četiri velike planete sa tri razičita seta početnih uslova.
U svom tom prvobitnom haosu, hiljade Plutona je moglo da nastane u udaljenim delovima solarnog sistema tamo gde se danas nalazi Neptunova orbita, uključujući i novorođeni Ceres. Međutim, gasoviti džinovi su počeli da se sele, razbacujući gravitacijom ta tela svuda okolo. 'U velikom rearanžiranju solarnog sistema, Pluton je odleteo ka spolja a Ceres ka unutra,' smatra planetolog i konsultant misije 'New Horizons', Williams McKinnon. Ovu ideju je objavio 2008. – što je bio prvi nagoveštaj potencijalne povezanosti dvaju svetova.
Moguće je i da je Ceres formiran tu negde gde se trenutno nalazi u asteroidnom pojasu, kaže McKinnon, ali bi u tom slučaju to bio 'najneobičniji asteroid'. Ova planeta patuljak čini trećinu mase čitavog pojasa, a njegova zaleđena unutrašnjost se razlikuje od njegovih stenovitih komšija. Plus toga, najnovija merenja amonijaka na površini ukazuju na još udaljenije poreklo, u vremena i na mesto gde su takva jedinjenja bila uobičajenija.
Što se tiče Plutonove migracije, verovatno je Neptun imao puno uticaja. Kako se zeleni ledeni džin spiralno udaljavao, povlačio je za sobom okolna ledena tela, šaljući ih ka ivicama solarnog sistema. Radilo se o jednostavnoj igri sudbine da je Neptun povukao Plutona, dok su Jupiter i Saturn poneli Ceresa.
AKTIVNI SVETOVI
Planete patuljci[2] su izneverile očekivanja kada su ih posetile Nasine sonde. Umesto da snime hladne, mrtve blokove leda, 'Dawn' i 'New Horizons' su se susreli sa dinamičnim planetama sa jasnim tragovima tekućih aktivnosti. Iako je jasno da voda i led odmah isparavaju sa Ceresa, 'Dawn' je ipak uočio tragove leda u nekim od kratera[3]. Pluton, daleko od Sunca, konstantno boji svoju površinu novim materijalima, najverovatnije tečnostima koje izviru iz dubina i lede se na površini[4].
Oba sveta mogu da se pohvale jednim istim čudnim fenomenom: ledenim vulkanima koji bljuju ledenu 'lavu'. Ceres ima samo jednu planinu, kupastu kvrgu veličine polovine Mont Everesta koja je dobila ime Ahuna Mons. Pluton ima par visova u blizini južnog pola, neformalno nazvanih Wright i Piccard Mons, za koje se veruje da su takođe kriovulkani. Na Ceresu, led nastaje iz zaleđene slane vode i mulja, ali na Plutonu verovatno iz amonijaka. 'Mi amonijak zamišljamo kao 'Mr. Clean', kao neku smrdljivu tečnost,' kaže McKinnon, 'dok se na Plutonovoj ledenoj površini[5] on nalazi zaleđen, u obliku leda. Na tim ekstremnim temperaturama on je popur meda ili vrele bazaltne lave, tako da se i ponaša poput lave.' objašnjava McKinnon.
Verovatni kriovulkan Ahuna Mons ima visinu oko 5 km i bazu prečnika 20 km. To je najbliži kriovulkan Sunci za koji se zna. Zanimljivo je da se nalazi na suprotnoj strani od najvećeg udarnog basena na planeti Kerwan. (Nije loš filmić!)
Desch i Marc Neveu, obojica sa Arizona State Universityja, modelovali su računarski kriovulkanizam na ledenim svetovima. Neveu je konstatovao da bi bljuzgavica mogla da se pojavi na površini obe planete 'ako bi takva tečnost imala dodatni pritisak'. Šta bi moglo da ga izazove? Postoje dva potencijalna scenarija: gas koji se oslobađa iz tečnih rastvora, kao što ugljen-dioksid izlazi iz otvorene konzerve, i razlika u pritisku koji se stvara usled sporog zamrzavanja tečnosti.
Oba sveta zapravo pokazuju znakove takvih skorašnjih erupcija. Na Ceresu, relativno glatki obronci Ahuna Monsa i prisustvo vodenog leda ukazuju na mogući materijal koji se nalazi u unutrašnjosti. Čudnovate teksture ravnica koje okružuju Plutonove planine sugerišu pak na postojanje tečne lave. Naučnici još nisu sigurni koliko je danas ima aktivnih vulkana.
VRUĆE I HLADNO
Ali ako su Pluton i Ceres tako slični, zbog čega izgledaju tako drugačiji? Lokacija, lokacija, lokacija. Pluton provodi svoj život daleko od Sunca (6 mld. km), gde se prosečna temperatura vrti oko 40K; Ceres je mnogo bliži i može da se zagreje do 235K (toplije od leta na ruskoj antarktičkoj stanici 'Vostok').
'[Na Ceresu] možete da se dobro umotate i šetate u debelim jaknama. I sa kiseonikom,' kaže planetna naučnica u misiji 'New Horizons', Carey Lisse. '[Na Plutonu] to bi bilo nemoguće. Trebalo bi dodati teške dvostruke ili trostruke slojeve unutar skafandera.'
Ove fundamentalne razlike u temperaturama krivac su za brojne trenutno uočljive razlike između ova dva sveta. Najosetljivije supstance, kao što su metanski i azotni ledovi pronađeni na Plutonu, brzo bi isparili sa Ceresove toplije površine.
Zapravo, dok je 'Dawn' špijunirao muljevitu koru na površini patuljaste planete, naučnici su posumnjali da bi to mogao biti ostatak iz vremena kada je prvobitni gornji sloj odbačen, otkrivajući nekada tečni okean ispod njega. 'Ceres je tada mogao biti otprilike duplo manji od Plutona[6],' smatra planetna naučnica iz JPL-a Julie Castillo-Rogez. Bliže inicijalne veličine svakako da povećavaju verovatnoću povezivanja svetova. I dok je Ceresov okean bio zaleđen, izgleda da je Pluton imao ispodpovršinski okean koji se nedavno zaledio, ili je čak i danas u tečnom stanju – još jedan od šokova koji nam je priredio 'New Horizons'.
To ima i praktičnu korist. Trenutno je nemoguće ispitati jednu planetu poput Plutona ispod ledene kore, ali ako Ceres ima izloženi zaleđeni (nekad ispodpovršinski) okean, to bi dalo planetnim naučnicima koristan surogat.
GRUBO SUSEDSTVO
Osim temperaturnih nejednakosti, i komšiluk dvaju svetova doprinose njihovim različitostima. Oba su bila bombardovana u haotičnom, ranom solarnom sistemu, ali je Ceres bio meta stenovitijih tela koja su pravila veću štetu od Plutonovih zeleđenih partnera.
'Dawnov' snimak Ceresovog kratera Occator (levo). Cthulhu Macula (desno) prostire se na ovom snimku 'New Horizonsa'. Letimično gledano pejzaži se razlikuju, ali zapravo poseduju suptilne sličnosti.
Jedan kolosalni sudar pre mnogo miliona godina formirao je Plutonovo fotogenično 'srce', basen širine 1.600 km, poznat pod imenom Tombaugh Regio. Tada je metanski led iscurio iz Plutonovog podzemnog okeana i ispunio krater. Pošto su stariji okolni regioni teško izbrazdani kraterima, nedostatak kratera u 'srcu' sugerišu da ovo područje nije starije od 100 miliona godina. To je samo treptaj oka u životnom veku solarnog sistema starog 4,6 milijardi godina.
Bilo je malo teže uočiti velike basene na Ceresu. Pre nego što su stigli tamo (Hablov teleskop nije bio toliko moćan), astronomi su bili ubeđeni da će mala planeta biti išarana brojnim ogromnim kraterima, ali sonda 'Dawn' nije uočila nijedan. Simone Marchi, planetolog sa instituta SwRI iz Kolorada, pronašao je na fotografijama 'Dawna' tragove udarnih basena uporedivih sa Tombaugh Regiom. Najbliži kandidat je depresija širine 800 km poznata kao Vendimia Planitia, koja je verovatno formirana kada je neki ogromni objekat tresnuo u Ceres. Za razliku od onog što se dogodilo na Plutonu, bilo kakav led koji se formirao i napunio basen na Ceresovoj toploj površini brzo je sublimirao na Sunčevoj toploti i nestao.
Iako planetni naučnici imaju neke potencijalne odgovore, 'New Horizons' i 'Dawn' su jedva zagrebali površine dva sveta. 'New Horizons' je poslao poslednja zapažanja o Plutonu prošle godine, a 'Dawn' još uvek kruži oko Ceresa. Kada (jednom) počnu da stižu novi podaci, saznaćemo još više o ovim planetama i koliko su zapravo bliske.
'To je kao da mehaničar pokušava da popravi trkački auto i neki kamion,' kaže Desch. 'Dovoljno su slični da može da se ponešto nauči od jednog i primeni na drugi, a opet dovoljno su različiti da zahtevaju puno posla'. A opet, ko je ikada rekao da će razotkrivanje misterija solarnog sistema ići lako?
 |
[1] Hipoteza koja kaže da je Jupiter nakon nastanka na 3,5 AJ migrirao ka unutra na 1,5 AJ, pre nego što se vratio nazad zbog orbitne rezonance sa takođe migrirajućim Saturnom, zaustavivši se na sadašnjih 5,2 AJ. Takva putanja podseća na kretanje jedrenjaka pa odatle naziv modela ('tacking'). To kretanje objašnjava zbog čega nije nastala planeta tipa super-Zemlja.
[2] Termin je 1991. skovao dr A. Štern, pametan momak ali koji će večno da ostane zapamćen kao 'ubica Plutona', jer je njegovom inicijativom Pluton izbačen iz porodica planeta Sunčevog sistema. U planete patuljke trenutno spada samo 5 tela: Pluton, Ceres, Haumea, Makemake i Eris. Veruje se da ih u Kajperovom pojasu ima oko 200, a da je odatle izbačeno na hiljade njih. Trenutno, postoji lista sa 390 'skoro sigurnih' i ''mogućih' planeta patuljaka, od kojih su najbliži Quaoar, 2002 MS4, Sedna, Orcus, Salacia, 2007 OR10, Varuna, Ixion i 2003 AZ84.
[3] Procenjuje sa da na Ceresu ukupno ima preko 30 procenata!
[4] Naučnik Jeff Kargel čak smatra da bi nekad tokom Plutonove godine mogle da na površini postoje azot ili neon u tečnom stanju!
[5] Temperatura se kreće od -223°C do -233°C.
[6] Sada je ~2,5 puta manji!
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
