Pluuto tasandikud ja neid katvad augud

New Horizoni kosmosesondi lähivõte Pluuto pinnast, siis kui see sellest 2015. aasta suvel lähimas punktis 13 tuhande kilomeetri kauguselt mööda kihutas. Fotol on Sputnik planitia nimelise jäise tasandiku serv. Paremal all paistab tumedalt kõrgem ja mägisem ala nimega Krun Macula.

Tasandikul on näha sadu vahemikus 8-13 kilomeetrit laiu enam-vähem ringikujulisi ja kuni 2,5 kilomeetrit sügavaid süvendeid. Arvatakse, et need on tekkinud tasandikku katva lämmastikjää varisemisel alt tühjaks aurustunud (sublimeerunud) tühimikesse. Miks jää on nii aurustunud, veel täpselt ei mõisteta.

Kümme aastat lähenemisest Pluutole

Kümme aastat tagasi sooritas New Horizon kosmosesond oma lähima möödalennu kääbusplaneet Pluutost ja selle kuudest*. Lähimas punktis asus see Pluuto pinnast vaid 12 500 kilomeetri kaugusel. Möödalennu käigus pildistas sond ohtralt fotosid planeedi ja selle suurima kuu Charoni jäisest pinnast ning asus neid järgnevate nädala jooksul Maa poole saatma. All videos on näha neid samu (toor)fotosid õiges järjekorras.

Samu fotosid saab pikemalt ja lähemalt uurida siit: https://photojournal.jpl.nasa.gov/targetFamily/pluto

*Pluuto suurimaks kuuks on Charon, mille läbimõõt on pool Pluutost. Tänu kahe keha suurele massile tiirlevad nad ümber ühise raskuskeskme, mis asub väljaspool mõlema keha pinda ning mõlemad vaatavad sama küljega üksteise poole. Teadaolevalt on Pluutol veel neli pisikuud: Styx, Nix, Kerberos ja Hydra.

Jäine Pluuto ja selle atmosfäär

Selle foto kääbusplaneet Pluutost klõpsas NASA kosmosesond New Horizons 2015. aasta suvel vaid 19 minutit peale seda, kui see oli jäisest taevakehast 12 500 kilomeetri kauguselt möödunud. Vaadates Päikese poolt tagant valgustatud Pluutot, oli võimalik näha Pluuto hõredat ja kihistunud atmosfääri, mis koosneb peamiselt lämmastikust, metaanist ja vingugaasist. Üleval paistab Stutnik Planitia tasandik ja Norgay Montes nimeline mäestik. New Horizonil kulus Maalt Pluuto juurde jõudmiseks üheksa pikka aastat ning on kaheldav, et seda niipea üksi teine sond külastama saadetakse.

Milline vaade avaneks Pluuto orbiidil tiireldes?

All videoanimatsioon, mis on kokku pandud Pluutost 2015. aastal möödalennu sooritanud New Horizon sondi fotomaterjali ja kõrgusandmete põhjal. Tegelikkuses kihutas New Horizon kääbusplaneedist mööda 12 500 kilomeetri kaugusel selle pinnast ja kiirusel peaaegu 14 kilomeetrit sekundis, tehes selle käigus nii palju fotosid ja mõõtmisi kui võimalik. Animatsioonis on Pluuto jäine ja üllatuslikult hõredat atmosfääri omav pind valgustatud oluliselt rohkem, kui see näiteks inimsilmale paistaks. Pluuto asub Päikesest kusagil 40 korda kaugemal kui Maa ja viibib seetõttu igaveses hämarikus.

Peale kääbusplaneedi enda (mis kuulus veel sondi stardi ajal 2006. aastal planeetide hulka) pildistas New Horizon veel selle viit kuud - Charoni, Styxi, Nixi, Kerberost ja Hydra. Neist kaugelt kõige suurem on Charon, mis on Pluutost vaid kaks korda väiksema läbimõõduga (606 kilomeetrit).

New Horizon on endiselt töökorras ning kursil, mis viib selle lõpuks Päikesesüsteemist välja tähtedevahelisse ruumi miljarditeks aastateks rändama. Sellise vägiteoga on hakkama saanud vaid veel neli inimkätega ehitatud sondi - Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1 ja Voyager 2. New Horizon peaks suutma Maale andmeid saata veel 2030ndate aastateni ning üheks selle viimaseks ülesandeks saab Maa pildistamine kaugemalt kui seda on eales tehtud.

Pluutol võib olla vedel ookean

Kääbusplaneet Pluuto jäise koore all võib olla siiani säilinud vedela veega ookean - sellise järelduseni jõuti vaadates värske pilguga üle kosmosesond New Horizoni andmed 2015. aasta möödalennust. See võib tähendada, et Päikesesüsteemi äärealadel on vedela vee ookeanid pigem reegel kui erand.

Kui New Horizon mõned aastad tagasi Kuust peaaegu kaks korda pisemast Pluutost 12 tuhande kilomeetri kauguselt mööda kihutas, tegi see vaid paarkümmend minutit kestnud sündmuse jooksul tuhandeid fotosid ja mõõdistamisi. Järgneva aasta jooksul Maale saadetud fotodelt avastati väga lai valik geoloogilisi pinnavorme ja protsesse, mille tekkes pidi millalgi (võib olla siiani) osalema vedel vesi. See pani enamike planeediteadlasi kahtlustama, et Pluuto tahkeks külmunud koore all loksus kunagi hiiglaslik ookean. See arvamus on aastate jooksul üha kindlamaks muutunud ning tänaseks pakutakse, et see ookean eksisteerib seal mingil määral siiani. Kuid küsimused selle tekke ja miljardeid aastaid pika eluea kohta on jäänud vastuseta.

Vaade Pluuto põhjapoolkerale. Südamekujuline heledam piirkond kannab 1930. aastal Pluuto avastanud Clyde Tombaugh järgi nime Tombaugh Regio.

Senini on arvatud, et Päikesesüsteemi algupäevil moodustusid selle kõige kaugemad taevakehad nii-öelda külmalt - pisemad jäised tükid ja tolm kleepusid aastamiljonite jooksul suhteliselt rahulikult kokku üha suuremateks kogumiteks, kuni viimaks oli saadud mass piisav kääbusplaneedi (aga mitte planeedi) nime vääriva keha tekkeks. Veidi hiljem sulatas aine gravitatsioonilisel kokku pressimisel ja radioaktiivsete elementide lõhustumisel tekkiv soojus nende koore alla ookeanid. Kuigi selline sünnilugu on igati loogiline, näitavad uued andmed, et see pruugi olla päris tõene.

Nagu me kõik teame paisub vesi külmudes ning selle tihedus kahaneb. Vastupidiselt, sulades selle ruumala väheneb ja tihedus kasvab. Kui Pluuto tekkis “külmalt“ ning alles seejärel sulas, peaksime me selle pinnal nägema pinnavorme, mis annavad aimu selle koore kokku tõmbumisest. Et kääbusplaneedil on alles kraatrid, mille vanust võib mõõta miljardites aastates, peaksime me nägema märke nende mõõtmete kahanemisest. Tegelikkuses näivad need aga hoopis paisunud olevat.

Selline arvatakse olevat Pluuto siseehitus. Peal kümneid kilomeetreid paks jääkoorik, selle all vedel ookean ning silikaatidest koosnev tuum keskel.

Et seda vastuolu seletada, tuleks võib-olla Pluuto sünnilugu ette kujutades alustada hoopis “kuumalt"- nii nagu Päikesesüsteemi sisemised planeedid (nende hulgas Maa) suure tõenäosusega tekkisid. Selle mudeli järgi võis Pluuto moodustuda kõigest mõnekümne tuhande aasta jooksul toimunud vägivaldsete kokkupõrgete käigus, mis “kütsid“ äsjasündinud kääbusplaneedi sisemuse kuumaks. Sellise soojuse mõjul vedelana püsinud ookeanid on nüüdseks miljardeid aastaid jahtunud ning seda kattev koorik pindalalt paisunud. Et ammuste kokkupõrgete käigus liikumisse lükatud massid võivad kääbusplaneedi tuumas endiselt soojust genereerida, püsib Pluuto ookean siiani suures osas vedelana.

Kuigi taolise “kuuma alguse“ täpsemad mehhanismid Päikesesüsteemi äärealadel vajavad veel uurimist, näivad Pluuto geoloogilised andmed sellega igati klappivat. Ja kui Pluuto nii tekkis, siis miks ei võinud sama juhtuda teiste kääbusplaneetidega, nagu näiteks Makemake, Eris ja Haumea. Kui ka neil on koorealused vedela vee ookeanid ning sama arvatakse paljude Jupiteri ja Saturni kuude kohta, siis võib Päikesesüsteemis leiduda tosinaid ookeaneid, millest meie armsa Maa oma on vaid üks veider erand.

Tundmatud moodustised Pluuto pinnal.

Teatavasti peetakse vedela vee olemasolu üheks peamiseks elu tekke eelduseks. Kas hiidplaneetide kuude ja kääbusplaneetide jäise koore all võis või võib seega käia vilgas elutegevus? See pole sugugi välistatud. Mõnes mõttes võivad sellised suletud ookeanid olla ju isegi stabiilsemad paigad elu tekkeks ja arenguks, kui meie koduplaneedi avaveed. Nimelt kaitseks kümneid kilomeetreid paks jääkoorik neid asteroiditabamuste, kiiritavate päikesepursete ja isegi kosmiliste kataklüsmide (supernoovad, gammasähvatused) poolt põhjustatud ohtude eest. Kes teab, äkki lendas New Horizon viis aastat tagasi vaid mõne tuhande kilomeetri kauguselt maavälise elu esindajatest mööda.

All valik New Horizoni fotodest Pluutost ja selle mõistatuslikest pinnavormidest.

Pluuto ja selle proportsionaalselt suur kuu Charon.

Veel üks lähivõte.

Vaade Pluuto pinnale päikeseloojangut meenutavas orientatsioonis. Näha on selle mäestikud ja hõre atmosfäär.

Lähivõte Pluuto keerukast ja iidsest pinnast.

Pluuto peamiselt lämmastikust, metaanist ja süsihappegaasist koosnev atmosfäär, mida valgustab kääbusplaneedi tagant paistev Päike. Pluuto atmosfäär on 100 000 kuni miljon korda hõredam kui Maal.

Sõites Ultima Thule poole

Tõelistest fotodest valmistatud videoklipp, milles kosmosesond New Horizon ligineb Kuiperi vöö objektile Ultima Thule, mis tiirles sellel hetkel ümber Päikese 43 korda kaugemal kui Maa.

Video alguses asub sond Ultima Thulest 31 miljoni kilomeetri kaugusel (7. detsember, 2018) ning seda on raske taustal säravatest tähtedest eristada. Viimane kaader pärineb hetkest, kui New Horizon kihutas oma sihtmärgist mööda kõigest 8000 kilomeetri kauguselt (1. jaanuar, 2019).

Hetkel käib töö Ultima Thule pinnavormide ja koostise kindlaksmääramisel, mis annab meile Päikesesüsteemi mineviku ja moodustumise kohta väärtusliku infot.

Lähivõte Ultima Thulest

Siiani parim foto Kuiperi vöö objektist nimega Ultima Thule, mille klõpsas aasta esimesel päeval kosmosesond New Horizon. Et pildi tegemise hetkel kihutas sond 14,3 km/s ning asus paarikümne kilomeetrise läbimõõduga asteroidist 3500 km kaugusel, ei jää muud üle kui tunda hämmastust taolise foto eksisteerimise üle.

Kuna New Horizon asub hetkel Päikesest ligi poolsada korda kaugemal kui Maa, "tõmmatakse" tema pildifaile alla kiirusega 1-2 kbit/s veel järgnevad poolteist aastat. Kusjuures iga järgmine on parema kvaliteediga kui eelmine.

New Horizon jõudis Ultima Thuleni

New Horizon kosmosesondi kohtumine Kuiperi vöö objektiga Ultima Thule õnnestus suurepäraselt. Ligi 17 kilomeetrit sekundis lennanud laeval õnnestus möödasõiduks kulunud mõne sekundi jooksul klõpsata pea tuhat fotot, mis loodetakse järgneva kahe aasta jooksul selle mäluseadmetelt Maale saata.

Siin aga esimene enam-vähem kvaliteedis foto kõnealusest taevakehast. Nähtavasti on selle kaks poolkera moodustunud eraldi, seejärel õrnalt üksteisega põrkunud ning viimaks kokku kleepunud. NASA töötajate suus (ja otseloomulikult meedias) on Ultima Thule teeninud juba hüüdnime "lumememm".

New Horizon kohtub peagi ürgasteroidiga

2006. aastal Maalt startinud ja üheksa aastat hiljem Pluutot külastanud kosmosesond New Horizoni missioon ei ole veel läbi. Saabuva aasta esimesel päeval peaks see mööduma umbes 3500 kilomeetri kauguselt Kuiperi vöö* objektist nimega Ultima Thule (2014 MU69). Hinnanguliselt 30 kilomeetrise läbimõõduga tolmust ja jääst taevakeha avastati esmakordselt 2014. aastal ning asub kohtumise hetkel Päikesest 43 AÜ** kaugusel.

Sellelt kauguselt võtab raadiosignaalil (ja valgusel) Maale jõudmine aega ühekokku 6 tundi, mistõttu edastab sond meile objektist kõigepealt madalaresolutsiooniga kujutised ning alles peale möödumist asub ükshaaval saatma täisresolutsiooniga fotosid. Viimaseid loodetakse vastu võtma hakata veebruaris.

Kunstniku nägemus New Horizoni kohtumisest Ultima Thulega.

Kuna Kuiperi vöös on asteroidide omavahelised kokkupõrked harvad ning toimuvad reeglina väikestel kiirustel, arvatakse Ultima Thule pind olevat moodustumisest peale suhteliselt puutumatu ning kraatritevaba. Ehk siis kohtumine annab meile väärtuslike andmeid Päikesesüsteemi tekkimisaegsete tingimuste kohta. Veel pole ka päris kindel, kas Ultima Thule näol on ikka tegemist üheainsa objektiga või on see kahest või enamast omavahel kokkupuutuvast kehast moodustunud mitmiksüsteemiga.

Kui kõik läheb plaanipäraselt, siis saab sellest kõigi aegade kaugeim taevakeha, mille juurde inimkond on kosmosesondi lähetanud.

Kosmosesondi trajektoor Päikeseüsteemis. Lisaks Pluutole lendas see suhteliselt lähedalt mööda ka Jupiterist.

* Kuiperi vöö on alates Neptuuni orbiidist kuni 50 astronoomilise ühiku kaugusele ulatuv asteroidivöönd, milles tiirlevad Päikesesüsteemi moodustumisest järele jäänud peamiselt jäädest (vesi, metaan, amoniaak) ja tolmust koosnevad kehad. Kuiperi vöös tiirlevad ka kääbusplaneedid Pluuto, Haumea ja Makemake.

** Astronoomiline ühik on mõõtühik, mis tähistab Maa keskmist kaugust Päikesest ehk 1 AÜ = 149 597 870 kilomeetrit.