Vào tháng 7 năm 2015, Những chân trời mới Nhiệm vụ đã làm nên lịch sử khi nó thực hiện chuyến bay đầu tiên trong lịch sử Sao Diêm Vương. Trong quá trình thực hiện sự bay bổng của mình, tàu thăm dò đã thu thập khối lượng dữ liệu về bề mặt, thành phần, bầu khí quyển và hệ mặt trăng của Sao Diêm Vương. Nó cũng cung cấp những hình ảnh ngoạn mục của Pluto trong thời gian tim tim, vùng đồng bằng băng giá, dãy núi và địa hình bí ẩn của nó.
Những đặc điểm kỳ lạ này lần đầu tiên cho mọi người thấy bề mặt Sao Diêm Vương khác với Trái đất và các hành tinh khác của Hệ Mặt trời bên trong như thế nào. Nhưng kỳ lạ thay, họ cũng cho thấy thế giới xa xôi này cũng khá giống Trái đất. Chẳng hạn, trong một nghiên cứu mới, một nhóm các nhà nghiên cứu nghiên cứu các hình ảnh từ Những chân trời mới Nhiệm vụ nhận thấy Cồn cát trên bề mặt Sao Diêm Vương giống như cồn cát ở đây trên Trái đất.
Nghiên cứu có tên là Dunes trên Pluto, gần đây đã được công bố trên tạp chí Khoa học. Nghiên cứu được dẫn dắt bởi Matthew Telfer, Giảng viên Địa lý Vật lý của Đại học Plymouth, với những đóng góp quan trọng được cung cấp bởi Eric J. R. Parteli và Jani Radebaugh - các nhà địa chất học từ Đại học Cologne và Đại học Brigham Young, tương ứng.
Họ được tham gia bởi các thành viên từ Trung tâm Carl Sagan tại Viện SETI, Trung tâm nghiên cứu Ames của NASA, Đài thiên văn Lowell, Viện nghiên cứu Tây Nam (SwRI), Đài quan sát thiên văn quang học quốc gia, Viện công nghệ Massachusetts (MIT), Johns Hopkins Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng Đại học (JHUAPL), và nhiều trường đại học.
Trên trái đất, cồn cát được hình thành bởi cát thổi gió tạo ra những rặng núi lặp đi lặp lại trên sa mạc hoặc dọc theo các bãi biển. Các mô hình tương tự đã được quan sát dọc theo lòng sông và đồng bằng phù sa, nơi trầm tích nước theo thời gian. Trong mọi trường hợp, sự hình thành giống như cồn cát là kết quả của các hạt rắn được vận chuyển bởi một phương tiện di chuyển (tức là không khí hoặc nước). Ngoài Trái đất, những mô hình như vậy đã được quan sát trên Sao Hỏa, Titan và thậm chí trên Sao chổi 67P / Churyumov-Gerasimenko.
Tuy nhiên, khi tư vấn hình ảnh từ Những chân trời mới thăm dò, Telfer và các đồng nghiệp đã ghi nhận sự hình thành tương tự trong khu vực Sputnik Planitia trên Sao Diêm Vương. Khu vực này, tạo thành thùy phía tây của Tombaugh Regio hình trái tim, về cơ bản là một lưu vực băng lớn. Các nhà nghiên cứu đã lưu ý rằng bề mặt dường như bao gồm các đa giác không đều được viền bởi các máng, dường như là dấu hiệu của các tế bào đối lưu.
Như Tiến sĩ Telfer đã nói với Tạp chí Không gian qua email:
Lần đầu tiên chúng tôi thấy một số tính năng trông giống như cồn cát trong vài ngày đầu tiên, nhưng khi thời gian trôi qua, và những hình ảnh mới xuất hiện, hầu hết những điều này dường như ngày càng kém thuyết phục. Nhưng một lĩnh vực ngày càng trở nên thuyết phục hơn với mỗi đường chuyền. Đây là những gì chúng tôi báo cáo về.
Một tính năng thú vị khác là các luồng tối dài vài km và tất cả được xếp theo cùng một hướng. Nhưng thú vị không kém là các tính năng mà Telfer và nhóm của ông nhận thấy, trông giống như những đụn cát chạy vuông góc với những vệt gió. Điều này chỉ ra rằng chúng là những đụn cát ngang, những loại chất đống do hoạt động gió kéo dài trong sa mạc.
Để xác định xem đây có phải là một giả thuyết hợp lý hay không, các nhà nghiên cứu đã xây dựng các mô hình có tính đến loại hạt nào sẽ tạo nên những đụn cát này. Họ kết luận rằng băng metan hoặc nitơ sẽ có thể tạo thành các hạt có kích thước cát có thể được vận chuyển bằng gió thông thường. Sau đó, họ mô hình hóa vật lý của gió Pluto, sẽ mạnh nhất đi xuống sườn núi nằm sát biên giới Sputnik Planum.
Tuy nhiên, họ cũng xác định rằng gió Sao Diêm Vương sẽ không đủ mạnh để tự đẩy các hạt xung quanh. Đây là nơi thăng hoa đóng vai trò then chốt, nơi băng bề mặt chuyển từ pha rắn trực tiếp sang khí khi được làm ấm bởi ánh sáng mặt trời. Sự thăng hoa này sẽ cung cấp lực hướng lên cần thiết để nâng các hạt, tại thời điểm đó chúng sẽ bị gió Diêm vương bắt và thổi xung quanh.
Như Tiến sĩ Telfer giải thích, kết luận này có thể thực hiện được nhờ vào sự hỗ trợ to lớn mà nhóm của ông đã nhận được, phần lớn đến từ Nhóm chủ đề Địa chất, Địa vật lý và Khoa học hình ảnh mới:
Một khi chúng tôi đã thực hiện phân tích không gian khiến chúng tôi thực sự chắc chắn rằng các tính năng này có ý nghĩa như cồn cát, chúng tôi đã có cơ hội tuyệt vời để kết nối với Eric Parteli tại Cologne; ông đã cho chúng tôi thấy qua mô hình của mình rằng các cồn cát sẽ hình thành, miễn là các hạt sẽ bay trong không khí ngay từ đầu. Nhóm NASA New Horizons thực sự đã giúp đỡ ở đây, vì họ chỉ ra rằng các hỗn hợp nitơ / metan sẽ ưu tiên ném các hạt băng metan lên trên khi các ices thăng hoa.
Ngoài việc chỉ ra rằng Sao Diêm Vương, một trong những vật thể ở xa nhất trong Hệ Mặt Trời, có một vài điểm chung với Trái Đất, nghiên cứu này cũng cho thấy bề mặt Sao Diêm Vương hoạt động như thế nào. Tiến sĩ cho thấy không chỉ bề mặt Sao Diêm Vương ảnh hưởng đến bầu khí quyển của nó, điều ngược lại cũng đúng, tiến sĩ Telfer nói. Chúng tôi có một bề mặt thế giới thực sự năng động, cho đến nay trong hệ mặt trời.
Trên hết, việc hiểu làm thế nào cồn cát có thể hình thành trong điều kiện Sao Diêm Vương sẽ giúp các nhà khoa học giải thích các tính năng tương tự được tìm thấy ở những nơi khác trong Hệ Mặt Trời. Ví dụ, NASA đang lên kế hoạch gửi một sứ mệnh tới Titan trong thập kỷ tới để nghiên cứu nhiều đặc điểm bề mặt thú vị của nó, bao gồm sự hình thành cồn cát của nó. Và nhiều nhiệm vụ khác đang được gửi đi để khám phá Hành tinh Đỏ trước khi một nhiệm vụ phi hành đoàn diễn ra vào những năm 2030.
Biết làm thế nào hình thành như vậy được tạo ra là chìa khóa để hiểu động lực của hành tinh, điều này sẽ giúp trả lời một số câu hỏi sâu hơn về những gì đang diễn ra trên bề mặt.
