W czerwcu 2015 roku, gdy kamery sondy New Horizons zbliżającej się do Plutona po raz pierwszy uchwyciły potężny, czerwonawy obszar na Charonie, naukowcy wiedzieli dwie rzeczy: nigdy nie widzieli niczego podobnego w Układzie Słonecznym, i nie mogli się doczekać znalezienia rozwiązania tej zagadki.
Po ponad roku badań, analizowania zdjęć i innych danych przesłanych przez sondę New Horizons, a zebranych podczas historycznego przelotu w pobliżu planety w lipcu 2015 roku, naukowcy twierdzą, że rozwiązali tę tajemnicę. Jak piszą w najnowszym wydaniu periodyku Nature, barwa obszaru polarnego Charona pochodzi z samego Plutona – metan uciekający z atmosfery Plutona zostaje uwięziony przez grawitację jego księżyca i zamarza na zimnej, lodowej powierzchni bieguna Charona. Następnie promieniowanie ultrafioletowe docierające od Słońca stopniowo zamienia metan w cięższe węglowodory, a z czasem w czerwonawą organiczną materię, tzw. tholiny.
„Kto by pomyślał, że Pluton zajmuje się graffiti i barwi swojego towarzysza na czerwono?” pyta Will Grundy, jeden z badaczy należących do zespołu New Horizons i główny autor artykułu. „Za każdym razem gdy eksplorujemy nowe miejsca, coś nas zaskakuje. Natura jest niesamowicie innowacyjna przy wykorzystaniu podstawowych praw fizyki i chemii tworząc niesamowite krajobrazy.”
Zespół połączył analizę szczegółowych zdjęć Charona uzyskanych przez sondę new Horizons z komputerowymi modelami ewolucji lodu na biegunach Charona. Już wcześniej naukowcy misji NH wspominali, że metan pochodzący z atmosfery Plutona może być przechwytywany przez biegun północny Charona, a następnie zamieniany w czerwonawą materię – jednak jak dotąd nie było modeli wspierających tę teorię.
Zespół naukowców misji New Horizons wgryzł się w dane, aby określić czy warunki na Charonie pozwalają na przechwytywanie i przetwarzanie metanu. Modele wykorzystujące trwającą 248 lat orbitę Plutona i Charona wokół Słońca wskazują na ekstremalne warunki pogodowe na biegunach Charona, gdzie 100 lat bezustannej ciemności zamienia się w 100 lat bezustannej jasności. Powierzchnia temperatury w ciągu „zimy” wynosi -257 stopni Celsjusza – to temperatura wystarczająco niska do zamarzania metanu.
„Cząsteczki metanu obijają się o powierzchnię Charona i albo ponownie uciekają w przestrzeń kosmiczną, albo lądują na zimnym biegunie, gdzie po prostu zamarzają tworząc cienką warstwę lodu metanowego, która istnieje aż do wiosny,” mówi Grundy. Jednak mimo, iż lód metanowy bardzo szybko sublimuje, to cięższe węglowodory powstałe z niego pozostają na powierzchni.
Promieniowanie słoneczne oświetla te pozostałości stopniowo zamieniając je w czerwonawą materię – zwaną tholinami – które akumulują się w pobliżu biegunów Charona już od milionów lat.
Źródło: NASA