Nowa mapa odkrywa geologię i historię Charona

Jaką różnicę robi przelot w pobliżu planety! Charon, księżyc Plutona – jeszcze niedawno rozmyta kropka złożona z kilku pikseli obok większej plamki – doczekał się teraz swojej pierwszej mapy geologicznej, opublikowanej w periodyku Journal of Geophysical Research: Planets.

Nowa mapa została wykonana na podstawie danych i zdjęć zebranych w trakcie przelotu sondy New Horizons w 2015 roku, kiedy to udało się zebrać wystarczająco dużo danych, aby stworzyć mapę 1/3 powierzchni Charona.

Na tym obszarze naukowcy zidentyfikowali 16 różnych rodzajów formacji geologicznych, w tym 10-kilometrowej wysokości klify, ponad tysiąc uskoków i innych długich, liniowych struktur raz mozaikę obszarów o jasnej i ciemnej powierzchni.

Powyższe zdjęcie przedstawiające Charona, największy księżyc Plutona zostąło wykonane 14 lipca 2015 roku przez sondę New Horizons. Naukowcy odkryli, że czerwony materiał zalegający na północnych obszarach księżyca, zwanych nieformalnie Mordor Macula – to chemicznie przetworzony metan, który uciekł z atmosfery Plutona i dotarł do Charona. Średnica Charona to 1214 km; zdjęcie przedstawia szczegóły o rozmiarach 2.9 km. Źródło: NASA/JHUAPL/SwRI

Aby oszacować wysokość klifów, uskoków, kraterów i innych formacji, zespół badaczy przeanalizował liczne zdjęcia Charona wykonane gdy sonda przelatywała w jego pobliżu i stworzył na ich podstawie trójwymiarowe zdjęcia stereo. Zdjęcia te wykonano z różnych miejsc, zatem można je przeanalizować w ten sam sposób, w jaki nasz mózg nadaje głębi obrazowi, który rejestrujemy za pomocą oczu.

Nowa mapa przedstawia potencjalne dowody na glob, który mógł kiedyś pęknąć niczym rosnące w piekarniku ciasto, uwolnił lodową materię ze swojego wnętrza, która zalała znaczną część jego powierzchni. De facto, badacze odkryli, że Charon posiada prawdopodobnie jedne z najbardziej przekonujących przykładów dużych kriowypływów w Układzie Słonecznym.

Na nowych mapach badacze dostrzegli wiele zagadkowych cech Charona, w tym jego kraterów.

Geomorfologiczna mapa fragmentu powierzchni Charona fotografowanej podczas przelotu. Źródło: Robbins et al. 2019

“Ku naszemu zaskoczeniu widzimy bardzo, bardzo mało starych kraterów” mówi Stuart Robbins z Southwest Research Institute i główny autor nowego artykułu. “Na Marsie widzimy stare (zdegradowane) oraz nowe kratery. Na Charonie prawie każdy krater, który widzimy wygląda jakby powstał niedawno”. Albo faktycznie tak było, albo obserwowane przez nas kratery nie ulegają zmianom przez bardzo długie okresy czasu.

Jedno z wyjaśnień braku staro wyglądających kraterów może być jakiś proces, który usunął starsze kratery z powierzchni Charona. Mogły to być na przykład dawne wypływy lodowe – kriowypływy – które zostały wyniesione na powierzchnie Charona przez szczeliny w jego powierzchni i pogrzebały starsze kratery.

Jeżeli tak było, to być może na pewnym etapie historii Charona, jego wnętrze rozgrzało się i doświadczyło zmian chemicznych i fizycznych, które sprawiły, że się nieznacznie rozszerzył. Rozszerzanie to doprowadziło do pęknięcia powierzchni. Następnie cieplejsza materia z wnętrza wylała się na powierzchnię Charona. Materia ta przykryłaby sporą część starej powierzchni Charona, w tym znajdujące się na niej kratery.

Aby posegregować struktury na Charonie oparte na kriowypływach, autorzy mapy opisali i nazwali trzy główne epoki w historii Charona: ozyjska, wulkańska i spocka (ang. Ozian, Vulcanian, Spockian).

Formalne i nieformalne nazewnictwo regionów i struktur na Charonie.

Epoka Oz trwała ponad 4 miliardy lat temu, gdy
uformowała się nosząca nieformalną nazwę Oz Terra część skorupy Charona.

Epoka Wulkańska była kolejna i zaczęła się ponad 4 miliardy lat temu i w trakcie jej trwania kriowypływy uformowały równinę Vulcan Planum przedstawioną w dolnej części mapy, w pobliżu równika Charona. Epoka Wulkańska prawdopodobnie trwała przez jakiś czas, kiedy różne części Charona ulegały ochłodzeniu.

Ostatnia epoka, spocka obejmuje okres po uformowaniu się równiny Vulcan Planum. To także okres, w którym ten sam obszar został usiany kraterami uderzeniowymi. Epoka spocka trwa do dzisiaj.

To tylko jedna z możliwych wersji historii Charona, “możemy całkowicie się mylić” dodaje Robbins.

Źródło: AGU

Artykuł naukowy: http://dx.doi.org/10.1029/2018JE00568