Sputnik Planitia - Sputnik Planitia
 Mapa anotado de Sputnik Planitia em Plutão
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| Tipo de recurso | Planitia |
|---|---|
| Localização | Tombaugh Regio , Plutão |
| Coordenadas | 20 ° N 180 ° E / 20 ° N 180 ° E Coordenadas: 20 ° N 180 ° E / 20 ° N 180 ° E |
| Diâmetro | 1492 km |
| Dimensões | 1050 km × 800 km |
| Descobridor | Novos horizontes |
| Eponym | Sputnik 1 |
Sputnik Planitia / s p ʌ t n ɪ k p l ə n ɪ ʃ i ə , s p ʊ t - / , originalmente Sputnik Planum , é um alto albedo bacia gelo-coberto em Plutão , cerca de 1,050 por 800 km (650 por 500 milhas) de tamanho, em homenagem ao primeiro satélite artificial da Terra, o Sputnik 1 . Constitui o lobo ocidental do Tombaugh Regio em forma de coração . O Sputnik Planitia fica principalmente no hemisfério norte, mas se estende pelo equador. Grande parte dele tem uma superfície de polígonos irregulares separados por calhas, interpretados como células de convecção no gelo de nitrogênio relativamente macio. Os polígonos têm em média cerca de 33 km (21 mi) de diâmetro. Em alguns casos, os vales são povoados por montanhas ou colinas em blocos ou contêm material mais escuro. Parece haver raias de vento na superfície com evidências de sublimação . As faixas escuras têm alguns quilômetros de comprimento e todas alinhadas na mesma direção. A planitia também contém poços aparentemente formados por sublimação. Nenhuma cratera foi detectada pela New Horizons , implicando em uma superfície com menos de 10 milhões de anos. A modelagem da formação do poço de sublimação produz uma estimativa da idade da superfície de180 000+90 000
−40 000anos. Perto da margem noroeste está um campo de dunas transversais (perpendiculares às raias de vento), espaçadas cerca de 0,4 a 1 km, que se pensa serem compostas por partículas de gelo de metano de 200-300 µm de diâmetro derivadas dos Montes Al-Idrisi. .
Composição
Acredita-se que o gelo que compõe a bacia consiste principalmente em gelo de nitrogênio , com frações menores de monóxido de carbono e gelo de metano, embora as proporções relativas sejam incertas. À temperatura ambiente de Plutão de 38 K (−235,2 ° C; −391,3 ° F), os gelos de nitrogênio e monóxido de carbono são mais densos e muito menos rígidos do que o gelo de água, tornando possíveis os fluxos glaciais; o gelo de nitrogênio é o mais volátil. O gelo de nitrogênio da bacia repousa sobre a crosta de Plutão composta principalmente de gelo de água muito mais rígido.
Origem
O Sputnik Planitia provavelmente se originou como uma bacia de impacto que posteriormente coletou gelo volátil . O tamanho do impactador hipotético foi estimado em 150–300 km. Alternativamente, foi sugerido que o acúmulo de gelo neste local deprimiu a superfície ali, levando à formação de uma bacia por meio de um processo de feedback positivo sem impacto. O acúmulo de vários quilômetros de gelo de nitrogênio na bacia foi em parte uma consequência de sua pressão superficial mais alta, o que leva a uma temperatura de condensação de N 2 mais alta. O gradiente positivo de temperatura da atmosfera de Plutão contribui para transformar uma depressão topográfica em uma armadilha fria.
O terreno em Plutão antípoda ao Sputnik Planitia pode ter sido alterado pela concentração de energia sísmica do impacto formativo. Embora esta sugestão seja provisória em vista da baixa resolução da imagem da região antípoda, o conceito é semelhante ao que foi proposto para as áreas antípodas da bacia Caloris em Mercúrio e do Mar Orientale na Lua.
Uma alta inércia térmica sazonal da superfície de Plutão é um importante fator de deposição de gelo de nitrogênio em baixas latitudes. Essas latitudes recebem menos insolação anual do que as regiões polares de Plutão devido à sua alta obliquidade (122,5 °). As regiões mais frias de Plutão, em média, estão na latitude 30 ° N. e S.; no início da história de Plutão, o gelo tenderia a se acumular nessas latitudes em um processo descontrolado devido à associação de feedback positivo de aumento de albedo, resfriamento e posterior deposição de gelo (semelhante à segregação de gelo que ocorreu em Jápeto ). Simulações sugerem que, ao longo de um período de cerca de um milhão de anos, o processo descontrolado coletaria grande parte do gelo em uma única capa, mesmo na ausência de uma bacia preexistente.
O acúmulo de gelo de nitrogênio denso teria contribuído para tornar o Sputnik Planitia uma anomalia de gravidade positiva , mas por si só não teria sido suficiente para superar a depressão topográfica associada à bacia. No entanto, outros efeitos de um evento de impacto (veja abaixo) também podem ter contribuído para tal anomalia. Uma anomalia de gravidade positiva poderia ter causado a errância polar , reorientando o eixo de rotação de Plutão para colocar a planícia perto do eixo de maré Plutão-Caronte (a configuração de energia mínima). O Sputnik Planitia está atualmente perto do ponto anti-Caronte em Plutão, um resultado que tem menos de 5% de probabilidade de surgir por acaso.
Se o Sputnik Planitia foi criado por um impacto, explicar a anomalia da gravidade positiva requer a presença de um oceano de água líquida abaixo da crosta de gelo de Plutão; a elevação isostática da crosta mais fina e a consequente intrusão de água líquida mais densa abaixo da bacia seriam responsáveis pela maior parte da anomalia. O congelamento gradual de tal oceano, em combinação com a viagem polar e o carregamento do Sputnik Planitia com gelo, também explicaria as características tectônicas extensionais vistas através de Plutão. Alternativamente, se o acúmulo de gelo em uma única capa (sem impacto) criou uma anomalia de gravidade positiva que reorientou Plutão antes da formação de uma bacia, a protuberância da maré levantada por Caronte poderia ter mantido a orientação de Plutão, mesmo se a anomalia positiva desaparecesse posteriormente .
Acredita-se que a criação da anomalia gravitacional requer o afinamento da crosta de gelo em ~ 90 km abaixo do Sputnik Planitia. No entanto, a crosta deve ser mantida fria para manter tais variações em sua espessura. A modelagem sugeriu que isso pode ser explicado se por baixo da crosta de gelo de água de Plutão houver uma camada de hidrato de metano . Este clatrato tem propriedades isolantes; sua condutividade térmica é cerca de 5 a 10 vezes menor do que a do gelo de água (ele também tem uma viscosidade aproximadamente uma ordem de magnitude maior do que a do gelo de água). O isolamento adicional ajudaria a manter a camada de água abaixo dela em um estado líquido, bem como a manter a crosta de gelo acima dela fria. Um mecanismo semelhante pode contribuir para a formação de oceanos subterrâneos em outros satélites externos do Sistema Solar e objetos transnetunianos.
Células de convecção
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A estrutura poligonal é um sinal de convecção do gelo de nitrogênio / monóxido de carbono, com o gelo aquecido pelo calor do interior brotando no centro das células, espalhando-se e então afundando nas margens estriadas. As células de convecção têm cerca de 100 m de relevo vertical, com os pontos mais altos no centro. A modelagem de células de convecção de gelo de nitrogênio sugere uma profundidade de cerca de um décimo de sua largura, ou 3-4 km para a maior parte do planeta, e uma taxa de fluxo máxima de cerca de 7 cm por ano. As margens das células podem ser comprimidas e abandonadas à medida que as células evoluem. Muitas das células são cobertas por fossos de sublimação . Esses poços crescem por sublimação durante o transporte dos centros às bordas das células de convecção. Usando sua distribuição de tamanho, os cientistas estimaram uma velocidade de convecção de13,8+4,8
-3,8 cm por ano, implicando uma idade de superfície de 180 000+90 000
−40 000 anos.
Outras indicações óbvias de fluxo de gelo visíveis em imagens da planícia incluem exemplos de geleiras do tipo vale fluindo para a bacia das terras altas adjacentes do leste (o lobo direito de Tombaugh Regio), presumivelmente em resposta à deposição de gelo de nitrogênio ali, bem como gelo do planitia fluindo para dentro e preenchendo as depressões adjacentes. O planitia tem várias colinas em blocos (de um a vários km de largura) que formam agregações nas margens das células de até 20 km de largura; estes podem representar pedaços flutuantes de crosta de gelo de água destacada que foram carregados para a planitia por fluxo glacial e foram coletados em calhas pela convecção. Em alguns casos, as colinas parecem formar correntes ao longo dos caminhos de entrada das geleiras. As colinas também podem se reunir em regiões não convectivas quando ficam presas em locais onde o gelo de nitrogênio se torna muito raso.
O planitia possui numerosos poços que se acredita serem o resultado da fratura e sublimação do gelo de nitrogênio; esses poços também se acumulam nas margens das células de convecção. Freqüentemente, o fundo dos poços é escuro, o que pode representar um acúmulo de tholins deixado para trás pelo gelo sublimado , ou um substrato escuro abaixo da planícia, se os poços penetrarem todo o gelo. Em regiões do planício onde as células de convecção não são aparentes, as covas são mais numerosas.
Montes fronteiriços
Em seu noroeste, o Sputnik Planitia é delimitado por um conjunto caótico de montanhas em blocos, os Montes al-Idrisi, que podem ter se formado através do colapso das terras altas de gelo de água adjacentes sobre o planitia.
Em seu sudoeste, o planitia é limitado pelo Hillary Montes , subindo 1,6 km (0,99 mi; 5.200 pés) acima da superfície, e, mais ao sul, o Norgay Montes , subindo 3,4 km (2,1 mi; 11.000 pés) acima da superfície. Essas montanhas também têm um caráter caótico e maciço. As montanhas receberam o nome de Sir Edmund Hillary , montanhista da Nova Zelândia , e do montanhista sherpa nepalês Tenzing Norgay , que foram os primeiros escaladores a alcançar o cume do pico mais alto da Terra , o Monte Everest , em 29 de maio de 1953. Alguns grupos de colinas no a bacia recebeu o nome de uma nave espacial; por exemplo, “ Coleta de Dados ”, em homenagem ao primeiro satélite brasileiro lançado ao espaço .
Imediatamente a sudoeste dos Montes Norgay ( contexto ) está uma grande montanha circular com uma depressão central, Wright Mons . Foi identificado como um possível criovulcão .
Nomeação
O nome informal Sputnik Planum foi anunciado pela primeira vez pela equipe da New Horizons em uma entrevista coletiva em 24 de julho de 2015. Um planum é uma região plana de maior elevação (um platô). Quando os dados topográficos foram analisados no início de 2016, ficou claro que o Sputnik é na verdade uma bacia , e o nome informal foi alterado para Sputnik Planitia no final daquele ano. O nome ainda era informal porque ainda não havia sido adotado pela União Astronômica Internacional (IAU). Em 7 de setembro de 2017, o nome foi oficialmente aprovado junto com os nomes de Tombaugh Regio e 12 outras características de superfície próximas.
Galeria
Imagem composta de Sputnik Planitia
O monóxido de carbono congelado em Plutão está concentrado no Sputnik Planitia (contornos mais curtos representam níveis mais altos)
Sputnik Planitia - mosaico de imagens em close
Vista de Tombaugh Regio (o 'Coração' de Plutão). As planícies brancas brilhantes à direita podem ser revestidas por nitrogênio transportado pela atmosfera do Sputnik Planitia (à esquerda) e então depositado como gelo.
Vista aproximada da "linha costeira" do norte da planícia, na margem dos Montes al-Idrisi
Calhas no Sputnik Planitia meridional ( contexto ), representando as margens das células de convecção. Manchas escuras nas cavidades no canto inferior esquerdo são fossas.
Sputnik Planitia do norte ( contexto ), com sugestões de gelo de nitrogênio fluindo para dentro e preenchendo depressões adjacentes
As geleiras , provavelmente de nitrogênio, fluem das terras altas adjacentes através dos vales para o lado oriental do Sputnik Planitia ( contexto ); setas vermelhas mostram larguras de vale, setas azuis uma frente de fluxo aparente de nitrogênio
Geleiras de nitrogênio fluindo para a margem oriental da planícia em uma visão retroiluminada reprojetada semelhante ( contexto ); os vales têm de 3 a 8 km de largura
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próxima ao pôr do sol inclui várias camadas de névoa atmosférica .
