Раскрывая Тайны Плутона: Исследование «Лезвийного» Рельефа через Фоторазмерную Шероховатость Поверхности

Майнинг и стейкинг Виртуальная реальность

Плутон долгое время оставался загадочной и далекой карликовой планетой, скрытой от пристального взгляда ученых. Однако после проведения масштабной миссии NASA «New Horizons» перед исследователями открылись удивительные подробности о поверхности Плутона. Одним из наиболее поразительных открытий стали области так называемого «лезвийного» рельефа — особого типа поверхности, состоящей из многочисленных параллельных, острых и крутых гребней. Эти образования поднимаются на сотни метров и играют ключевую роль в понимании климата и геологической активности Плутона. Что же из себя представляет лезвийный рельеф, как он формируется и почему исследователям удалось найти указания на его присутствие даже там, где высококачественных фотографий пока нет? Чтобы ответить на эти вопросы, ученые применили уникальный метод фотометрического анализа, специально сосредоточившись на изучении шероховатости поверхности, которая отражается в изменениях светового отражения.

Лезвийный рельеф, впервые выявленный на высокогорьях и участках ближней к Земле стороны Плутона во время пролета New Horizons в 2015 году, состоит из узких, вытянутых структур, которые напоминают лезвия или края ножей. Большая часть ученых склоняется к тому, что такие образования возникают вследствие процесса сублимационного разрушения ледяных массивов — преимущественно метанового льда. В течение миллиардов лет солнечное излучение и другие климатические факторы способствуют испарению метана, который затем оставляет заметные отпечатки на рельефе: глубоко врезаются узкие долины, а на краях появляются резкие выступы и шипы. Это не только свидетельствует о физическом изменении поверхности, но и открывает окно в прошлые климатические условия на Плутоне. Однако исследование лезвийного рельефа столкнулось с существенной проблемой: спутник New Horizons смог сделать детальные снимки только одной, «столкнувшейся» с ним стороны Плутона.

Другие регионы, особенно противоположная, «неназванная» сторона, оставались покрытыми плотной информационной завесой. Тем не менее, спектрометрические данные, собранные им же, показали наличие сильных характеристик метана и в высокогорьях на противоположной стороне. Это дало основания предположить наличие схожих ландшафтов и там. Для проверки этой гипотезы ученые прибегли к фотометрии — изучению изменения отраженной от поверхности интенсивности света в зависимости от углов падения и отражения солнечных лучей. Фотометрия позволяет извлечь важную информацию о микроструктуре и макроструктуре поверхности объекта даже при низком разрешении изображений.

 

Особенно она полезна для оценки параметра, называемого макроскопической шероховатостью. Этот параметр отражает, насколько поверхность неровна на масштабах, значимых для отражения и рассеивания света. В исследовании ученые использовали «кратер-шероховатую» модель, разработанную Бурати и Веверка, которая представляет поверхность, покрытую параболическими впадинами с определённым отношением глубины к радиусу — параметром q. Более высокие значения q обозначают более грубую, неровную поверхность. Анализ фотометрических данных показал, что районы, где предположительно существует лезвийный рельеф на «неназванной» стороне Плутона, имеют выраженную шероховатость, достигающую значений q около 0.

 

47. При этом результат сопровождается некоторой степенью неопределенности, но даже её учет не снижает уверенность в том, что эти области значительно более шероховаты даже по сравнению с уже известными участками лезвийного рельефа на обращенной стороне (где q примерно 0.21). Для сравнения, поверхность знаменитой низинной области Спутник Планития, относящейся к шелушению льда и геологически более ровной, имеет в шесть раз меньшую шероховатость. Это свидетельствует о повсеместном присутствии процессов, связанных с сублимационным воздействием на метановые льды, и указывает на гораздо более широкое распространение лезвийного рельефа на планете, чем считалось ранее.

 

Каждый из этих аспектов имеет важное значение для понимания геологической активности Плутона. Во-первых, существование лезвийного рельефа указывает на динамическое взаимодействие между климатическими условиями и поверхностными льдами. Процесс сублимации и возобновления метана на протяжении геологического времени приводит к формированию уникальных ландшафтов, которые помогают моделировать изменение атмосферы и температуры. Во-вторых, фотометрический метод изучения шероховатости выступает мощным инструментом для планетарных исследований, позволяющим получать ценные данные даже там, где прямые визуальные наблюдения невозможны из-за технических или временных ограничений. В дополнение к пониманию распределения лезвийного рельефа, полученные результаты расширяют наше видение Плутона как активного и изменчивого мира.

Вместо того чтобы рассматривать его как статичный ледяной объект, ученые теперь видят его как планету с собственными климатическими циклами, геологическими взаимодействиями и сложной поверхностной текстурой. Особенно важным является понимание того, что процессы, формирующие лезвийный рельеф, продолжают действовать современно, что свидетельствует о том, что Плутон еще долго останется объектом глубоких исследований и открытий. Таким образом, фотометрический анализ предоставляет новый взгляд на малоизученные регионы Плутона и помогает предположить распространение уникальных форм рельефа на его поверхности. Эти результаты служат доказательствами широкомасштабных процессов сублимации метанового льда, которые формируют ландшафты Плутона и влияют на его климатическую историю. Они открывают перспективы для будущих миссий и исследований, которые смогут более детально изучить поверхность, атмосферу и эволюцию этого далекого ледяного мира в нашей Солнечной системе.

В заключение, открытие и изучение лезвийного рельефа Плутона через фотометрическую шероховатость является важным шагом в расширении знаний о его геологической структуре и климатической активности. Это исследование демонстрирует силу междисциплинарных методов, объединяющих астрофизику, спектроскопию и фотометрию для решения сложнейших задач планетарной науки. В ближайшем будущем, с развитием технологий и новыми космическими миссиями, мы можем ожидать еще более глубоких и детализированных открытий, раскрывающих все тайны ледяного карлика на окраине Солнечной системы.