Gdy czekamy na nowe zdjęcia i dane z przelotu systemu Plutona w Nowym Horyzoncie, które zostaną przesłane na Ziemię, jednym z elementów układanki Plutona-Charona, o którym naukowcy nie mogą się doczekać, aby dowiedzieć się więcej, jest tajemniczy „ciemny biegun” na Charonie. Zdjęcia wysłane natychmiast po przelocie pokazują, że region polarny północy Charona jest znacznie ciemniejszy niż otaczający go jaśniejszy materiał i ma czerwonawy odcień.
Zespół New Horizons twierdzi, że czerwony biegun wydaje się być cienkim złożem ciemnego materiału nad wyraźną, ostro ograniczoną, kanciastą cechą - być może i misą uderzeniową - a naukowcy mają nadzieję dowiedzieć się więcej, badając obrazy o wyższej rozdzielczości, które są obecnie przesyłane z powrotem na Ziemię ze statku kosmicznego.
Carly Howett, starszy naukowiec z Southwest Research Institute, jest jednym z naukowców badających tajemnicę tego, co powoduje tę różnicę kolorów i dlaczego pojawia się na biegunie północnym Charona.
„Patrząc na Charona, widać wyraźnie, że region polarny na północy jest znacznie bardziej czerwony niż reszta Księżyca” - powiedział Howett w poście na stronie New Horizons. „Powierzchnie różnią się kolorem, gdy coś się w nich zmienia”.
Czym więc jest ten czerwony materiał? Wiodąca obecnie teoria mówi, że materiał z atmosfery Plutona spada na Charona i zostaje uwięziony w regionie polarnym przez tak zwane „pułapki na zimno”.
Na biegunach Charona jest tak zimno - tam różne temperatury są tylko odrobinę cieplejsze od zera bezwzględnego, między -433 a -351 ° F (-258 i -213 ° C) - że osiadające tam gazy zamarzłyby ciało stałe zamiast uciekać. Dzięki połączeniu ekstremalnie niskich temperatur i promieniowania słonecznego materiał przekształca się w nową substancję i zostaje uwięziony na słupie. Howett powiedział, że prawdopodobnie nie zniknie wraz z sezonowymi zmianami na Charonie.
„Wiemy, że atmosferą Plutona jest głównie azot, z pewną ilością metanu i tlenku węgla”, powiedziała, „więc spodziewamy się, że te same składniki powoli pokrywają zimowy biegun Charona. Zamrożone lody ponownie sublimują, gdy tylko zimowy słup Charona pojawi się ponownie w świetle słonecznym, z wyjątkiem jednego ważnego szczegółu: promieniowanie słoneczne modyfikuje te lody, tworząc nową substancję, która ma wyższą temperaturę sublimacji i nie może sublimować, a następnie uciec Charon. ”
Jaka jest nowa substancja? Naukowcy nie są jeszcze pewni, ale może to być tholin.
Co to jest tholin? Tholins stworzyli po raz pierwszy w laboratorium w 1970 roku Carl Sagan i jego zespół w Cornell. Według planetologa Sarah Hörst, który pisał o tholinach na stronie The Planetary Society, Sagan i jego zespół przyjmowali mieszanki kosmicznie istotnych gazów i napromieniowywali je różnymi źródłami energii. W rezultacie powstał „brązowy, czasem lepki osad”, jak opisał je Sagan w artykule napisanym w 1979 roku.
Hörst powiedział, że Sagan i zespół „szukali odpowiedzi na pytania od„ dlaczego Wielka Czerwona Plama jest czerwona ”do„ skąd się wzięło życie na Ziemi ”, a w trakcie procesu powstały materiały, dla których nie było nazwy”.
Wymyślili nazwę „tholin” i wysnuli teorię, że tholiny mogą być składnikiem prymitywnych oceanów na Ziemi, a zatem mają znaczenie dla pochodzenia życia.
W artykule Hörst napisał: „Studiowałem tholin od prawie dekady i z mojego doświadczenia wynika, że najczęściej używanymi synonimami tholinu są„ gunk ”,„ brązowy gunk ”i„ złożony organiczny gunk ”. Tholin jest często opisywany jako substancja „smolista”. Słowa takie jak smoła, kerogen, bitum, ropa naftowa, asfalt itp. Opisują substancje potencjalnie podobne do tolinu. Jednak wszystkie te materiały powstają z życia; są biotyczne. ”
Dowiedz się więcej o tym, co dzieje się na biegunie północnym Charona, jest naprawdę intrygujące. Tholiny mogą być tym samym materiałem, który nadaje Plutonowi czerwonobrązowy odcień również w niektórych regionach.
Howett powiedział Space Magazine, że głównym instrumentem w New Horizons, który tak naprawdę określa informacje o składzie, jest LEISA (Linear Etalon Imaging Spectral Array).
„Ten instrument obserwuje 250 długości fali w zakresie od 1,25 do 2,5 mikrona, dzięki czemu idealnie nadaje się do wykrywania spektralnej sygnatury cech stałych”, powiedziała w e-mailu. „Nie znamy dokładnie składu tolinu na Charonie (możliwe jest wiele różnych typów), ale za pomocą LEISA możemy szukać różnic w widmach między anomalnym czerwonym obszarem Charona a otaczającymi go obszarami - aby dać nam wskazówki na temat zmiana składu powierzchni i „surowych składników” dla tholinu. ”
Na przykład Howett powiedział, że może zobaczą więcej cyjanowodoru (HCN) w rejonie bieguna północnego, co otworzyłoby wiele złożonych opcji chemicznych.
„Zaczniemy gromadzić te dane w ciągu najbliższych kilku tygodni, więc mam nadzieję, że wkrótce otrzymamy odpowiedzi!” powiedziała.
Dalsza lektura: Strona internetowa New Horizons, The Planetary Society
