ניתוח צילומים של כוכב הלכת הננסי מגלה על פניו תצורות שמזכירות גבעות חול, אף על פי שאין שם חול ובקושי יש רוח. החוקרים סבורים כי אלה דיונות של מתאן קפוא
פלוטו הוא אחד הגופים המסקרנים ביותר במערכת השמש: קוטרו כ-70 אחוז מהירח שלנו והמסה שלו היא רק כשישית מזו של הירח. הוא רחוק מהשמש פי ארבעים מאיתנו בערך, ולכן הטמפרטורה הממוצעת על פניו היא כ-230 מעלות מתחת לאפס. פלוטו מורכב בעיקר מקרח, והאטמוספרה שלו כמעט לא קיימת – לחץ הגזים על פניו קטן לפחות פי מאה אלף מזה שעל פני כדור הארץ.
בגלל המרחק העצום, פלוטו הוא גם אחד הגופים הגדולים במערכת השמש שנחקרו הכי מעט. רק לפני כשלוש שנים חלפה לידו חללית ראשונה, New Horizons, שהגיעה אליו בתום כעשר שנות מסע בחלל. למעשה, כשהיא יצאה לדרכה פלוטו עדיין הוגדר כוכב לכת, ורק לאחר מכן שונה מעמדו לכוכב לכת ננסי. החללית לא נכנסה למסלול סביב פלוטו, אלא רק חלפה על פניו במהירות וצילמה אותו. בנקודת השיא התקרבה החללית עד למרחק של 12.5 אלף קילומטר קילומטרים משטח הפנים של פלוטו, וצילמה את פניו ברזולוציה גבוהה מאי פעם.
אחד הממצאים המפתיעים מהצילומים ששלחה החללית היה קווים שחרצו את פני השטח כוכב הלכת הננסי באחד האזורים המישוריים הסמוכים לקו המשווה שלו. במאמר בכתב העת Science צוות חוקרים בינלאומי מציג כעת ממצא מפתיע: הקווים האלה הם דיונות, שנוצרו על פני פלוטו אף שאין על פניו חול וכמעט שאין בו רוחות שיישאו את הגרגירים באטמוספרה הדלילה.
תצורות דומות, למרות הבדלים עצומים במבנה הקרקע ובתנאי הסביבה. פלוטו בצילום של New Horizons | מקור: NASA
גלים של קרקע
דיונות, או בעברית חוֹלִיוֹת, הן תופעה נפוצה באזורים מדבריים או חוליים בכדור הארץ, אם הרוח נושבת בהם בדרך כלל בכיוון קבוע. מדובר בגבעות של גבישים דקים, למשל חול, שמאופיינות בשיפוע מתון בכיוון שהרוח נושבת ממנו, ושיפוע תלול יותר בצד השני, עקב כך שהרוח דוחפת את הגרגירים אל שיא הגבעה, ומשם הם נופלים לצד השני. במקרים רבים נוצרים באותו אזור שורות רבות של דיונות במבנים שונים, בהתאם לכיוון הרוחות, לסוג הגרגירים ושלל גורמים נוספים. גם זרמי מים יכולים ליצור תופעות כאלה, כפי שרואים לעיתים בחופים חוליים.
דיונות שנוצרות עקב רוחות אינן ייחודיות רק לכדור הארץ. אזורים כאלה נצפו גם בכוכבי הלכת מאדים ונוגה, ואפילו בירחים של כוכבי לכת, למשל טיטאן, ירחו של שבתאי. אפילו על השביט צ'וריומוב/גרסימנקו (P67) זוהו תצורות כאלה במשימת החללית רוזטה.
הדיונות שנצפו על פלוטו הן רכסים באורך של עשרות קילומטרים באזור שקיבל את השם "מישור ספוטניק" (על שם הלוויין המלאכותי הראשון), המשתרע לרגליו של רכס הרי "אל-אידריסי" (על שם המלומד הערבי בן המאה ה-12). בין הרכסים יש רווחים של עשרות או מאות מטרים.
החוקרים שניתחו את הצילומים של האזור היו משוכנעים שמדובר בדיונות, בין השאר בגלל מאפיינים מבניים הדומים מאוד לדיונות במקומות אחרים במערכת השמש, כגון פיצולים במקומות מסוימים או התרחבות של הרכסים באזור המרוחק יותר מההרים. על פי תצורות קרקע אופייניות הם הסיקו את כיווני הרוחות באזור והגיעו למסקנה שהרכסים במישור ספוטניק ניצבים לכיוון הרוח, מה שמתאים ליצירת מבנה גלי כזה. כמו כן, בשולי המישור, שם הרוחות חלשות, התחלפו הרכסים במשהו שמזכיר פיזור אקראי של שקעים בקרקע.
חול קפוא
אחד המאפיינים העיקריים של דיונות הוא שהן מורכבות מחומר גרגירי, דמוי חול. ככל הידוע לנו אין על פני פלוטו שום דבר שמזכיר חול, לכן החליטו החוקרים לבדוק אם ייתכן שמדובר בגרגירי קרח. מישור ספוטניק הוא אזור עשיר בגז מתאן (CH4) קפוא ובגז חנקן (N2) קפוא, והחוקרים שיערו כי פירורים של הקרח הזה יכולים לנוע גם ברוחות החלשות שעל פני פלוטו, שמהירותן משתנה כנראה בין מטר אחד לעשרה מטרים בשנייה (כלומר 36-3.6 קמ"ש). הם חישבו שרוח כזאת תוכל לשאת גרגירי קרח בקוטר של 0.3-0.2 מילימטר, בדומה לגרגירי החול שיוצרים דיונות בכדור הארץ.
רכסי הדיונות נראים כמו גלים. מישור ספוטניק (מימין) לרגלי רכס ההרים בצילום של New Horizons | מקור: JPL/NASA
ממריאים ברוח הקרה
לפי המודל של החוקרים, הרוחות האלה יוכלו לשאת את הגרגירים באוויר, אך אינן חזקות די הצורך כדי לנתק אותם מהקרקע. כדי לפתור את הסוגיה הזאת העלו החוקרים השערה שביצירת הדיונות מעורב תהליך נוסף, הַמְרָאָה (סובלימציה) – כלומר התנדפות של מוצק ישירות לגז, בלי להפוך קודם לנוזל. ככלל, המראה דורשת טמפרטורה נמוכה ולחץ אטמוספרי נמוך – תנאים שכמובן קיימים על פני פלוטו.
על פי המודל שפיתחו החוקרים, בשעות ה"חמות" יחסית על פלוטו, כשמישור ספוטניק מקבל אור שמש ישיר, חלק מהקרח מפשיר, ובגלל הלחץ הנמוך הוא הופך ישירות לגז. מולקולות הגז שמרחפות מעל פני השטח קופאות ומתגבשות לגרגירים, שנישאים ברוחות עד שהם נוחתים ויוצרים את תצורת הדיונות. הגרגירים שפוגעים בפני השטח מתיזים לעיתים לאוויר גרגירים אחרים, וחוזר חלילה. המקור לאידוי הוא כנראה אותם שקעים שבשולי אזור הדיונות.
החוקרים מעריכים שהדיונות של מישור ספוטניק הן תופעה גיאומורפולוגית צעירה יחסית – בת פחות מחצי מיליון שנים – בין השאר משום שאין במישור אפילו מכתש אחד שיעיד על פגיעת מטאוריטים גדולים מספיק כדי שנוכל לראותם בצילומים. כמו כן הם משערים שהמבנה הזה עשוי להשתנות עם עונות השנה של פלוטו, אבל מכיוון שכל עונה שם נמשכת עשרות שנות ארץ (פלוטו משלים הקפה של השמש ב-240 שנים שלנו), יידרש מעקב ממושך כדי להבין לעומק את התופעה.
בינתיים, אם המסקנות של המחקר נכונות, אפשר ללמוד מכך עד כמה אנו לא מיוחדים, אם אפילו בגוף מרוחק וקפוא כמו פלוטו מתרחשות תופעות שנראות לנו כה ארציות. מצד שני, העובדה שתהליכים דומים מתרחשים בכל מקום שמאפשר אותם עשויה לרמוז שנוכל להרגיש בבית גם בכוכבי לכת, ירחים וגרמי שמיים אחרים, שנראים לנו כיום שונים מאוד מהבית.
צפו בסרטון של אוניברסיטת Brogham Young של משימת New Horizons ועל הגילוי החדש (באנגלית):
