Má Pluto podpovrchový oceán?

Pluto – jedno z nejpodivuhodnějších těles sluneční soustavy – má možná podpovrchový oceán kapalné vody. Podpovrchový oceán byl zjištěn u Jupiterových měsíců Europa, Ganymedes a Callisto, Saturnových měsíců Enceladus a Titan, není vyloučena jeho přítomnost na trpasličí planetě Ceres, avšak v případě Pluta jde o věc zcela mimořádnou: Pluto se pohybuje ve vzdálenosti kolem 40 AU od Slunce a dostává od Slunce tak málo tepla, že je vyloučeno, aby toto teplo stačilo k udržení vody v kapalném stavu. Pluto by proto musel mít vlastní zdroj energie.

Povrch Pluta je tvořen tenkou vrstvou dusíkového ledu, pod kterým se nachází vodní led. Planetologové Guillaume Robuchon a Francis Nimmo z University v Kalifornii v Santa Cruz se snaží zjistit, jestli pod příkrovem dusíkového a vodního ledu existuje tekutá voda neboli jestli Pluto má podpovrchový oceán. Na přítomnost tohoto oceánu by mohly ukazovat některé druhy povrchových útvarů, které buď vznikly v důsledku existence podpovrchového oceánu v minulosti, nebo dokonce vznikají (přetvářejí se) dnes. Robuchon a Nimmo modelovali na počítačích tepelný vývoj Pluta od jeho předpokládaného vzniku a studovali chování ledového příkrovu za účelem zjištění, jak může podpovrchový oceán ovlivňovat vnější vzhled ledového příkrovu.

Povrch Pluta a jeho snímkování sondou New Horizons

Nejjednodušší vzhled povrchu vznikne v případě, že Pluto nemá žádný oceán.

Rotuje-li sférické těleso, odstředivá síla vede k jeho zploštění a není-li homogenní, tak i ke změně rozložení materiálu. Má-li Pluto podpovrchový oceán, pluje led na jeho povrchu a redukuje deformaci Pluta způsobenou rotací. A tak, jestliže původní oceán už zcela zmrznul, má Pluto větší zploštění, než by odpovídalo rychlosti jeho rotace – z doby, kdy ještě rotoval rychleji. Pluto se v dnešní době otočí kolem osy jednou za 6,38 dne. To je zároveň doba oběhu jeho největšího měsíce Charonu kolem Pluta. Nejen měsíc Charon, ale i Pluto mají vázanou rotaci.

V dubnu 2015 doletí k Plutu sonda New Horizons. Pokud zploštění Pluta dosahuje hodnoty 10 km rozdílu mezi polárním a rovníkovým průměrem, měla by sonda New Horizons detekovat zploštění snadno. Sonda New Horizons bude měřit také teplotu, stavbu řídké atmosféry Pluta a sluneční vítr v okolí Pluta. Kromě toho získáme i podrobnou mapu útvarů na povrchu. Vzhled povrchových útvarů nám něco řekne i o tom, zda se v hloubce nachází tekutá voda nebo ne. Pokud Pluto vychladl a oceán zamrzl, zvětšila voda svůj objem, což by vedlo k povrchovému napětí, vzniku trhlin a dalších útvarů. Tyto útvary by se spíše vyskytovaly po celém povrchu trpasličí planety, než jen na některých místech.

Sonda New Horizons ovšem nezmapuje celý povrch Pluta. Sonda nepřejde na oběžnou dráhu, ale proletí kolem Pluta. Snímkovat povrch začne už 3 měsíce před největším přiblížením. Přitom zmapuje celou Sluncem osvětlenou stranu Pluta. V největším rozlišení však nasnímkuje jen tu část povrchu, kolem které při největším přiblížení proletí. Největší rozlišení bude 62 metrů na pixel při vzdálenosti 12 500 km od povrchu. I ostatní snímky, s menším rozlišením, však budou 10× ostřejší, než nejdokonalejší dnešní snímky z HST. Přítomnost prohlubní a vyvýšenin vysokých 80 m, které by se na Plutu mohly nacházet a svědčit o zamrzlém oceánu, by sonda dokázala zjistit.

Voda na zmrzlé planetě

Ve vzdálenosti 40násobku vzdálenosti Země od Slunce je prakticky vyloučené, aby teplo ze Slunce stačilo k existenci oceánu na Plutu, natož podpovrchového. Avšak led by mohlo zahřívat teplo z vnitřního zdroje.

Takovým zdrojem by mohl být rozpad radioaktivních izotopů v kamenném jádře. Nejpravděpodobnějším radioaktivním prvkem v jádře – a není vyloučeno, že i v povrchových vrstvách – by mohl být draslík. Přitom by stačilo, aby jeho množství bylo 10× nižší, než jaké bylo nalezeno v meteoritech pocházejících z raných stádií vývoje sluneční soustavy.

Důležitým faktorem, který ovliňuje vytvoření oceánu je viskozita ledu. Tekutější povrchový led by z nitra odvedl více tepla, v důsledku čehož by oceán mohl zamrznout, zatímco pevnější led by izoloval lépe. Podle počítačových modelů by celoplanetární oceán měl hloubku 165 km a ledová vrstva nad ním by byla přiblližně stejně tlustá.

A co obyvatelná zóna?

V tak velké vzdálenosti od Slunce by podle běžné zkušenosti člověk nepředpokládal podmínky pro život. Avšak vyloučeno to není, zejména tam, kde je voda. Pokud by Pluto měl podpovrchový oceán, tak jako Jupiterovy měsíce Europa, Ganymedes a Callisto nebo Saturnovy měsíce Enceladus a Titan, může v určité hloubce pod povrchem existovat taková teplota, která je pro určitý druh života příznivá. Pluto pravděpodobně neobsahuje organické látky nezbytné pro vznik života, protože je už dávno ztratil. Nicméně, pokud na Plutu podpovrchový oceán opravdu je, jsou jiné objekty Kuiperova pásu potenciálně obyvatelnější, než se dosud myslelo. To platí především pro ty, které jsou velikostí srovnatelné s Plutem. Na těchto objektech by mohly být přítomny kromě tekuté vody i další látky, které Pluto neobsahuje.