Első alkalommal látogatta meg űreszköz a Plútó rendszerét: a mintegy tíz éve úton lévő New Horizons űrszonda 2015. július 14-én 12,5 ezer kilométerre haladt el a törpebolygó mellett. Első adatai meglepően fiatal felszínű, változatos hegyvidékkel rendelkező, aktív égitestet mutattak, amelynek a felszínén viszonylag ritkák a nagy kráterek. A tapasztalatokat Kereszturi Ákos, az MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpontjához tartozó Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet munkatársa összegezte.
A szakértő szerint egyértelműen sikeres volt a New Horizons űrszonda elhaladása a Plútó és holdjai mellett. A közelítés során minden a tervek szerint zajlott, az űreszköz maradéktalanul végrehajtotta tervezett megfigyelési programját. Bár még csak néhány adatot sugárzott haza, az első képek is látványosak és meglepőek. Mint arra Kereszturi rámutatott: a Plútó fiatalos és „aktív” megjelenése sokakat meglepett.
Kis bolygó, kis kráter
Az első fontos megfigyelés a Plútó képeit tekintve talán a látványos eltérés a mi Holdunk kinézetétől. A nagybolygóknál kisebb égitestek – például a Hold – megjelenésében a kráterek dominálnak: minden képen temérdek krátert láthatunk. A Plútó azonban esetében más a helyzet: kevés és viszonylag kicsi becsapódásnyom ismerhető csak fel rajta. Vagyis, a csillagászok arra következtetnek, hogy valamilyen folyamat eltörölte a korábbi állapotot és „megfiatalította” az objektum felszínét.
Azt azonban nehéz megbecsülni, hogy mindez mikor történt. A Naprendszer belső térségében általánosan használják az úgynevezett kráterstatisztikai alapú korbecslést: minél több és nagyobb kráter borít egy területet, annál idősebb a vidék. A módszer relatív becslésre ideális, tehát annak megállapítására, hogy két terület közül melyik az idősebb – az abszolút korok használatát a holdi kőzetminták segítéségével oldották meg, és kapcsolták adott krátersűrűséghez. Ennek megfelelően a belső Naprendszerre jellemző abszolút korokkal működik a rendszer. Feltehetőleg a Neptunusz távolságában is alkalmazható, de eltérés lehet a két térségben a becsapódások gyakoriságában, ezért a korbecslés tévedhet is.
A Neptunusz vagy az Uránusz holdjainak felszíne, az ott látható kráterek sűrűsége támpontot ad a krátersűrűség-alapú korbecsléshez. Ezek arra utalnak, hogy valószínűleg nincs drasztikus különbség a Föld típusú bolygók és a legtávolabbi nagybolygók térsége között a becsapódási rátát és annak időbeli változását tekintve. Mindezek fényében egyelőre nehéz pontosan megbecsülni a Plútó felszínének korát. Kereszturi szerint biztosan csak annyit mondhatunk, hogy maga a felszín lényegesen fiatalabb lehet, mint például a mi Holdunk idős, úgynevezett felföldjei. A Plútó felszínének egyes kisebb területei pedig egészen fiatalok, akár százmillió évesek is lehetnek – sőt az sem zárható ki, hogy több helyen ma is aktív felszínalakító folyamatok zajlanak.
A fent bemutatott, teljes korongot ábrázoló kép közepén megfigyelhető egy nagyobb, szív alakú folt. A területen, amelyet közben a Plútó felfedezőjéről Tombaugh-régiónak nevezték el, íves határvonalak mentén „cellakinézetű” alakzatok osztják hasonló nagyságú egységekre a felszínt. A mintázat, amelyet keskeny árkok mintegy húsz kilométeres egységekre darabolnak, részben a földi iszapos területek száradásos repedéseire emlékeztet. Egy másik népszerű modell szerint a hasonló alakzatok létrejöttét a konvekció, azaz a felszín alatti anyag áramlása magyarázza. A Tombaugh-régió nyugati részén szén-monoxid jeget sikerült azonosítani, amelynek koncentrációja a szív alakú terület belseje felé nő.
Hegyek között, völgyek között
Hegyvonulatok szép számmal mutatkoznak a Plútó felszínén, magasságuk néhol a 3,5 kilométert is eléri. Néhány blokk közel szögletes alakú, ami arra utal, hogy töréses, tektonikus folyamatok hozták őket létre. A meredekebb hegytömbök peremén lejtős tömegmozgással, omlással keletkezett sávok látszódnak.
Megfigyelhetők kevésbé meredek és talán alacsonyabb, összefüggő hegyvonulatok is, amelyek kinézete eltér a fentiekétől. Ezek nem külön blokkokból állnak, inkább egymásba kapcsolódó, néhol ívesen görbülő hajlatokból tevődnek össze, tetőszintjük pedig lapos, nem csúcsos. Furcsa, elnyúlt, párhuzamos mélyedések is sejthetők rajtuk a felbontóképesség határán, amelyek valamilyen eróziós folyamatra utalnak. Néhol pedig nagy mélyedések is mutatkoznak az ilyen íves vonulatok között – eredetük egyelőre ismeretlen.
Kiterjedt síkságok is akadnak a Plútón, amelyeket néhol kisebb hegyek, máshol furcsa mélyedések szakítanak meg. Kinézetük alapján valamilyen folyamat töltötte fel őket azonos magasságig – ez talán vulkáni láva lehetett. A Naptól ilyen távolságban azonban nem a szilikátos kőzetek, hanem különféle jegek képeznek úgynevezett kriolávákat. Itt főleg víz-ammónia keverékkel állhatunk szemben, amely igen nagy hidegben is folyékony marad.
Mindezek fölött több kilométer hosszú, egymással párhuzamos, sötétebb sávok is mutatkoznak a Plútón, amelyeket talán a ritka légkör áramlásai hoztak létre. Hasonló alakzatok a Neptunusz Triton holdján is megfigyelhetők, ott a jégbe bevilágító napfény által felmelegített és elszublimáló nitrogéngáz kitörései hozzák létre őket, amelyekből sötétebb por hullik vissza a felszínre az uralkodó szélirány szerint. Ilyen folyamat és kapcsolódó képződmények elvben a Plútón is várhatók.
Nem víznek való vidék
A korábbinál nagyobb felbontású felvételeken újabb részletek látszanak a törpebolygón. Sok kráter is azonosítható már – igaz, viszonylag kisebb méretűek és nem túl idősek. A képeken mutatkozó alakzatok értelmezése nem könnyű, ugyanis a jég szublimációja is erősen módosítja a felszín kinézetét, feltehetőleg sötét területeket hozhat létre rajta.
A LORRI kamera új képein a Sputnik Planum síkság peremvidékén (a szív alakzat nyugati részén) a jég morfológiája a fagyos anyag mozgására, áramlására utal. A kérdéses anyag nitrogén-, metán- vagy szén-monoxid-jég, esetleg ezek keveréke lehet. A Plútó hideg felszínén ezek a színképileg is azonosított jegek részben képlékenyek lehetnek, amelyek talán a földi gleccserekhez hasonlóan lassú, kúszó mozgást végeznek. A szilárd alapkőzetet a vízjég adja, amely az égitesten uralkodó nagy hidegben igen kemény.
Van valami a levegőben
A Plútó átmérője 2370 kilométer, ami majdnem megegyezik a korábbi becslésekkel, a többségüknél talán egy kicsit nagyobb. Ennek értelmében feltehetőleg a Plútó a ma ismert legnagyobb Kuiper-objektum, nem véletlen, hogy elsőként fedezték fel a térségben mozgó égitestek közül. A légköri gázok a megfigyelések alapján legalább 1600 kilométernyire terjednek a felszín fölé, tehát a várakozásoknak megfelelően igen kiterjedt a nitrogénlégkör. (Korábban a felszíntől 270 kilométer magasságig volt csak biztos nyoma a légköri gázoknak.) Az atmoszféra ritka és hideg ionizált gázfelhője a Plútótól mintegy tízezer kilométer távolságig elnyúlik a Nappal ellentétes irányba.
A LORRI kamera hét órával a legnagyobb közelítés után, a Plútó felé visszatekintve örökítette meg az égitest légkörét hátsó megvilágításban. A felvételen légköri köd mutatkozik a felszín felett mintegy 130 kilométeres magasságig, amelyben két sűrűbb réteget sikerült azonosítani 50 és 80 kilométeres magasságban. A köd anyaga az eddigi mérések alapján főleg etilén és acetilén.
Akárcsak a Szaturnusz Titan holdjánál, a Plútó esetében is feltehetőleg a felszíni jégből elszublimáló metánmolekulák esnek szét, majd állnak össze még hosszabb molekulaláncú szénhidrogénekké, létrehozva a légköri ködöt. A csillagászati intézet munkatársa szerint meglepő, hogy egy Kuiper-objektumnak ilyen kiterjedt légköre van, amely még szerkezetet is mutat. A vöröses árnyalatból ítélve a felszínen is mutatkozik szerves anyag. A felszínre a ködből kicsapódó hosszú molekulaláncú, sötét anyag is halmozódik.
Sajtból van a hold?
A Plútó legnagyobb holdjának, a Charonnak a felszíne sem unalmas, az égitest egyébként a mérések alapján 1208 kilométer átmérőjű. Itt is kevés kráter mutatkozott (akadt közöttük néhány látványos, sugársávos fiatal képződmény), de a nagy, idős kráterek itt is hiányoztak. Akadt ellenben legalább a fél égitesten átívelő repedésrendszer, hegyvonulatok és árkok sorozata. A sarkvidék területe sötétebb a többi vidéknél.
A kisebb holdak közül a Hydráról és Nixről publikáltak felvételeket. Ezeken sok részlet nem látszik, de az sejthető, hogy az objektumok alakja nem gömb. A Hydra nagyjából 43×33 kilométer, míg a Nix szintén elnyúlt alakú, mintegy 35 kilométeres.