Pluton je možda najpoznatiji po svojoj “degradaciji” iz statusa planeta. Godine 2006. Međunarodna astronomska unija (IAU) promijenila je definiciju planeta, zahtijevajući da tijelo mora gravitacijskom snagom očistiti svoju orbitu od drugih objekata. Pluton, smješten u Kuiperovom pojasu prepunom ledenih tijela, ne zadovoljava taj uvjet. Zbog toga ga danas smatramo patuljastim planetom.
Ali znanstveni svijet nikad nije prestao raspravljati o Plutonovom statusu. Neki tvrde da njegova složena geologija zaslužuje da ga se smatra planetom. Ono što je nesporno jest da je Pluton izuzetno zanimljiv svijet. Nekad smo ga, gledajući izdaleka, smatrali dosadnim i inertnim. Uostalom, manji je od našeg Mjeseca i udaljen više od 30 puta nego što je Zemlja od Sunca. Prije nego što smo ga posjetili, mnogi su pretpostavljali da je Pluton jednostavan i beživotan. “Očekivala sam nešto poput smrznute verzije našeg Mjeseca,” prisjeća se Fran Bagenal, planetarna znanstvenica sa Sveučilišta Colorado.
No, Pluton nas je iznenadio. Iako su temperature na njegovoj površini ekstremno niske – oko minus 240 stupnjeva Celzija – Pluton ima aktivnu unutarnju geološku dinamiku. Ta energija stvorila je spektakularnu površinu punu tekućih ledenjaka, oštrih planinskih lanaca i drugih jedinstvenih obilježja.
Do danas je samo jedna misija, New Horizons, posjetila Pluton. Tijekom svog prolaska 2015. godine, letjelica je snimila nevjerojatne fotografije koje su preokrenule mnoge naše početne pretpostavke. U samo jednom brzom susretu, otkrili smo svijet bogat geološkim procesima i intrigantnim fenomenima. Evo nekoliko najvažnijih otkrića koja su New Horizons i prethodna promatranja sa Zemlje donijela o Plutonu.
1. Na Plutonu se nalaze neobične vrste leda
Pluton je dom neobičnih vrsta leda, različitih od onih koje poznajemo na planetima bližim Suncu. Kao prvo, tu je vodeni led. Na Plutonu, gdje temperature padaju daleko ispod smrzavanja na Zemlji, voda je tvrda poput kamena. Ali zanimljiviji su ledeni sastavi od hlapljivih tvari poput metana, dušika i ugljikovog monoksida. Na Zemlji su ove tvari plinovi, no na Plutonu prelaze iz plinovitog u čvrsto stanje i natrag, oblikujući dinamične pejzaže na tom zabačenom svijetu. Taj proces sublimacije—gdje tvari prelaze iz čvrstog stanja izravno u plinovito—i ponovno smrzavanje stvara složenu i sezonski promjenjivu distribuciju tih tvari na Plutonu.
Led od metana i dušika prvi su put otkrili astronomi sa Zemlje 1970-ih i 1990-ih godina. No pravo bogatstvo informacija došlo je tek 2015. godine, kada je letjelica New Horizons proletjela pokraj Plutona, potvrđujući prisutnost i ugljikovog monoksida te pružajući detaljne karte raspodjele tih hlapljivih tvari.
Za razliku od tvrdog vodenog leda, metan i dušik na Plutonu su mekani, gotovo gumeni, ponašajući se poput plastičnog materijala. Ovi ledovi formiraju ledenjake koji mogu teći i širiti se kroz eone, stvarajući ravnice i oblikujući Plutonovu površinu. Dine, brežuljci, pa čak i razlomljeni blokovi koji tvore “kaotične terene” – sve te značajke na Plutonu rezultat su rada tih jedinstvenih hlapljivih tvari. Pluton možda jest malen, ali njegova geologija je dokaz da veličina ne određuje kompleksnost.
2. Pluton je geološki bogat
Pluton, unatoč svojoj maloj veličini, pokazuje nevjerojatno bogatu geološku aktivnost. Iako je smješten u hladnim krajevima Sunčevog sustava, njegova unutrašnjost još uvijek čuva ostatke topline iz davnih vremena. Ta preostala toplina omogućuje Plutonu da neprestano obnavlja svoju površinu, brišući stare udarne kratere i stvarajući nove, dinamične značajke. Kao što je otkrila letjelica New Horizons, umjesto kratera, Plutonova površina ispunjena je planinama, pukotinama u kori i kanjonima koji vijugaju blizu njegova sjevernog pola.
Jedna od najfascinantnijih značajki na Plutonu je ogromno, zaleđeno područje nazvano Sputnik Planitia, prekriveno neobičnim uzorkom “mjehurića”. Svaki od ovih poligonalnih oblika, širokih nekoliko kilometara, sastoji se od mekog dušikovog leda koji se neprestano uzdiže i spušta. Ova aktivnost nastaje kada Plutonova unutarnja toplina probija kroz ledenu koru do površine, stvarajući nešto nalik na “lonac kipuće zobene kaše,” kako to slikovito opisuje Will Grundy, planetarni znanstvenik iz Lowellovog opservatorija. Ova vrsta glacijacije potpuno je nova i jedinstvena u Sunčevom sustavu.
No, kako je moguće da Pluton još uvijek nije potpuno ohlađen? Znanstvenici su predložili nekoliko teorija. Jedna je da jezgra Plutona sadrži radioaktivne elemente koji proizvode dodatnu toplinu. Druga teorija sugerira da njegova ledena kora sadrži izolacijski sloj metanskog plina, koji usporava gubitak topline iz unutrašnjosti. “Prema svim proračunima, Pluton ne bi trebao imati dovoljno unutarnje topline,” objašnjava Kelsi Singer, geofizičarka iz Southwest Research Institutea. “Da bismo objasnili Plutonovu geološku aktivnost, morali smo biti prilično kreativni.”
Pluton nas uči da i najmanji svjetovi mogu biti nevjerojatno složeni. “Najvažnija lekcija ovdje je da čak i mala tijela mogu imati aktivnu geologiju,” kaže Grundy. “Pluton je pun zanimljivih iznenađenja – mnogo toga događa se ispod površine, izvan dosega našeg pogleda.”
3. Pluton ima respektabilnu atmosferu
Pluton nas opet iznenađuje – ovaj put svojom atmosferom. Za jedan tako malen i udaljen svijet, nitko nije očekivao da bi mogao zadržati plinoviti omotač. Znanstvenici su pretpostavljali da je Plutonova gravitacija jednostavno preslaba da drži plinove, ili da je temperatura toliko niska da bi se svi plinoviti elementi već odavno smrznuli na površini. Iako su teleskopi još 1988. otkrili prisutnost plinova na Plutonu, činilo se da ih planet prebrzo gubi da bi formirao stabilnu atmosferu.
No, kada je letjelica New Horizons promatrala Pluton kako prolazi ispred zvijezde, otkriven je tanki, ali značajan sjajni omotač – atmosfera bogata dušikom. Unutar ovog sloja znanstvenici su identificirali čak dvadeset različitih slojeva zraka, što je nevjerojatno za objekt te veličine. Za usporedbu, naš Mjesec, koji je veći od Plutona, nema ni traga atmosferi.
“Prizor tako složene atmosfere… nije ono što smo očekivali,” objašnjava planetarna znanstvenica Fran Bagenal.
Ključ ove atmosfere leži u slojevima maglice. Pod utjecajem Sunčevih zraka, Plutonov metanski led prelazi u reaktivne plinove koji se na kraju spajaju u veće molekule poput acetilena, etilena i etana. Ove molekule imaju nevjerojatnu sposobnost zračenja topline natrag u svemir, što hladi gornje slojeve atmosfere. Time molekule ostaju previše hladne da bi mogle napustiti Pluton, omogućujući atmosferi da opstane. Bez ovog zaštitnog sloja maglice, Plutonovi ledenjaci od hlapljivih tvari bili bi izloženi Sunčevim zrakama i brzo bi isparili.
S vremenom, čestice maglice postaju preteške da ostanu u atmosferi i polako padaju na površinu. One formiraju tamne, smeđe mrlje čađe koje se protežu duž Plutonovog ekvatora i Sjevernog pola.
4. Pluton ima “srce koje kuca”
Ako pogledate fotografije Plutona koje je snimila letjelica New Horizons, teško je ne primijetiti veliko, bež srcoliko obilježje na njegovoj površini. Ovo posebno područje, nazvano Tombaugh Regio u čast Clydeu Tombaughu, koji je otkrio Pluton, odmah je postalo glavna tema znanstvenih rasprava čim su stigle prve slike.
Lijeva polovica tog “srca” zove se Sputnik Planitia. Ovo područje nastalo je prije otprilike deset milijuna godina uslijed udara velikog planetarnog tijela promjera oko 640 kilometara. U njegovom udarnom bazenu nakupila se ogromna količina dušikovog leda. Međutim, određivanje točne starosti tog događaja predstavlja izazov jer Plutonova geološka aktivnost neprestano “briše” i obnavlja izgled njegovih ledenjaka.
Dušikovi ledenjaci koji prekrivaju Sputnik Planitiu protežu se na 2 i pol milijuna četvornih kilometara. Tiho, ali uporno se kreću sjever-jug, pritom ispuštajući plinove dok se led postupno sublimira. Na njihovoj površini mogu se vidjeti dugačke, plitke jame koje ukazuju gdje je led prešao iz čvrstog u plinovito stanje i “pobjegao” u svemir. Zanimljivo je da se tijekom hladnih noći dio tog plina kondenzira i ponovno taloži na drugim dijelovima Plutonove površine.
Taj ciklus sublimacije i kondenzacije, potaknut Sunčevom toplinom, djeluje poput srčanog ritma Plutona. On ne samo da održava atmosferu, već i upravlja cirkulacijom vjetrova na ovom dalekom svijetu. Dušikovi vjetrovi, koji dosežu brzine do 32 kilometra na sat, sakupljaju zrnca metanskog leda s Plutonovih planina i gomilaju ih u dine na ravnicama. Ti procesi oblikuju Plutonovu površinu i podsjećaju nas koliko su nebeska tijela, čak i ona najudaljenija, nevjerojatno dinamična.
5. Kriovulkan oblikuje južnu hemisferu Plutona
Na južnoj hemisferi Plutona, odmah ispod njegovog poznatog “srca,” nalazi se planina neobičnog oblika koja odmah privlači pažnju. Wright Mons, kako je znanstvenici nazivaju, izgleda poput ogromne krafne. Proteže se 150 kilometara u širinu, a njezina visina od baze do vrha usporediva je s Mount Everestom. No, ono što ovu planinu čini zaista fascinantnom jest mogućnost da je riječ o kriovulkanu – vrsti vulkana koji eruptira tekućom vodom, a ne rastopljenom lavom.
Iako nitko još nije svjedočio erupciji Wright Monsa, postoje dobri razlozi za vjerovanje da je ovaj vulkan bio – ili možda još uvijek jest – aktivan. Površina planine nema udarnih kratera, što znači da je relativno nova i da se neprestano obnavlja. Znanstvenici također misle da je Wright Mons izgrađen od čvrstog vodenog leda, s obzirom na njegovu golemu visinu. Na Plutonu bi takva struktura mogla nastati samo ako unutarnja toplina pomiče vodu ispod površine. Ta toplina možda uzrokuje podizanje tla ili čak erupcije koje polako dodaju materijal na vrh.
Međutim, Wright Mons postavlja više pitanja nego što daje odgovora. Njegova grbava površina i izostanak jasnih tragova tokova na površini zbunjuju znanstvenike. Iako možemo nagađati o procesima koji su ga oblikovali, još uvijek nemamo dovoljno podataka da sa sigurnošću kažemo što se točno događa unutar ovog zagonetnog kriovulkana. Kao i kod mnogih drugih otkrića na Plutonu, Wright Mons nas podsjeća koliko još toga trebamo naučiti o ovom udaljenom svijetu.
6. Pluton ima golem mjesec
Pluton ima impresivan mjesec – zapravo, nekoliko njih. Od pet poznatih mjeseca, Haron je daleko najveći. Ovaj masivni satelit otkriven je 1978. godine, kada su znanstvenici primijetili da Pluton svakih šest dana izgleda malo izduženo. To se događa jer Haron, u svom orbitalnom plesu, povremeno izlazi iz Plutonove sjene.
Haron je toliko velik da je upola veličine Plutona, što ga čini jedinstvenim među svim parovima planeta i njihovih mjeseca u Sunčevom sustavu. Njegova masa utječe na Plutonovu rotaciju do te mjere da os rotacije Plutona leži između njih dvoje. Zbog toga se Pluton i Haron ponekad nazivaju sustavom dvostrukih patuljastih planeta – pojam koji nije samo poetski, već i znanstveno točan.
Kada se približite Haronu, ono što vidite je zapanjujuće. Površina mu je ispresijecana dubokim pukotinama, za koje znanstvenici sumnjaju da bi mogle skrivati tekući ocean ispod površine. Na njegovom Sjevernom polu nalazi se sloj organskih spojeva koji su, prema svemu sudeći, migrirali s Plutona. Kad sunčeva svjetlost pogodi te tvari, pokreće kemijske reakcije koje stvaraju veće molekule, dajući polu njegovu karakterističnu crvenkastu boju.
7. Unutrašnjost Plutona mogla bi biti puna vode
Pluton možda skriva nevjerojatno mokro iznenađenje ispod svoje ledene površine. Otprilike 200 kilometara ispod kore ovog hladnog, dalekog svijeta, znanstvenici vjeruju da bi se mogao nalaziti globalni ocean tekuće vode. Iako nemamo izravan dokaz da takav ocean postoji, postoje tragovi koji sugeriraju njegovu prisutnost. Na primjer, Plutonova površina prekrivena je ogromnim pukotinama. Te pukotine bi mogle nastati kada podzemna voda polako smrzava. Budući da se voda širi kada prelazi iz tekućeg u čvrsto stanje, led koji raste razdvaja koru i stvara golema puknuća.
Pitanje koje zbunjuje znanstvenike jest kako Pluton uspijeva spriječiti svoj ocean da se potpuno smrzne. Jedna od vodećih teorija je da otopljeni amonijak u vodi djeluje poput antifriza, sprječavajući led da se formira. Ako se Plutonov ocean zaista skriva ispod njegove površine, to ga svrstava među ostale fascinantne oceanske svjetove našeg Sunčevog sustava, poput Europe, Jupiterovog mjeseca, ili Encelada, Saturnovog mjeseca.
“Bilo koji svijet s oceanom potencijalno može biti pogodno okruženje za život,” objašnjava Bonnie Buratti, NASA-ina planetarna znanstvenica. Naravno, “pogodno za život” ne znači da tamo nužno postoji život, ali čak i mogućnost, koliko god mala bila, dovoljno je intrigantna. “To je pomalo spekulativno,” priznaje Buratti, “ali nije nemoguće.”
Pluton, čini se, ponovno podsjeća da i najmanji i najudaljeniji svjetovi mogu čuvati nevjerojatne tajne.
