Вчені визначили можливе походження червоної шапки Харона

Вчені об′єднали дані місії НАСА "Нові горизонти" з новітніми лабораторними експериментами та моделюванням екзосфери, щоб визначити ймовірний склад червоної шапки на супутнику Плутона Хароні та можливі шляхи її утворення.

Як розповідають у Південно-Західному дослідницькому інституті (SwRI), отримано перший в історії опис динамічної метанової атмосфери Харона з використанням нових експериментальних даних, який дає можливість поглянути на походження червоної плями на цьому супутнику. Свої висновки вчені опублікували у двох роботах.

«До появи "Нових горизонтів" найкращі знімки Плутона, зроблені Хабблом, показували лише нечітку пляму відбитого світла», - сказав Ренді Гладстон із SwRI, член наукової групи "Нових горизонтів". «На додаток до всіх цікавих особливостей, виявлених на поверхні Плутона, під час прольоту було виявлено незвичайну особливість Харона — дивовижну червону шапку, розташовану на його північному полюсі».

Незабаром після зближення у 2015 році, вчені "Нових горизонтів" припустили, що червонуватий "толіноподібний" матеріал на полюсі Харона може бути синтезований ультрафіолетовим випромінюванням, що розщеплює молекули метану. Вони захоплюються після втечі з Плутона, а потім замерзають на полярних областях супутника під час довгих зимових ночей. Толіни — це липкі органічні залишки, що утворюються внаслідок хімічних реакцій під впливом світла, у цьому випадку ультрафіолетового світіння Лайман-альфа, розсіяного міжпланетними молекулами водню.

«Наші результати показують, що різкі сезонні сплески в розрідженій атмосфері Харона, а також світло, що руйнує конденсований метановий іній, є ключем до розуміння походження червоної полярної зони Харона», - сказав доктор Уджвал Раут із SwRI, провідний автор статті "Важкотопна фабрика Харона" у журналі Science Advances. «Це один з найнаочніших і найяскравіших прикладів взаємодії поверхні та атмосфери, що спостерігалися досі на планетарному тілі».

Команда реалістично відтворила умови на поверхні Харона в новому Центрі лабораторної астрофізики та космічних наукових експериментів (CLASSE) SwRI, щоб виміряти склад та колір вуглеводнів, що утворюються на зимовій півкулі Харона внаслідок замерзання метану під світінням Лайман-альфа. Команда ввела результати вимірів у нову атмосферну модель Харона, щоб показати, як метан розпадається на осад на північній полярній плямі Харона.

«Нові експерименти нашої команди з "динамічного фотолізу" дозволили встановити нові межі внеску міжпланетного Лайман-альфа у синтез червоної речовини Харона», - каже Раут. «У нашому експерименті метан конденсувався у надвисоковакуумній камері під впливом фотонів Лайман-альфа, що дозволило з високою точністю відтворити умови на полюсах Харона».

Вчені SwRI розробили нову комп'ютерну симуляцію для моделювання тонкої метанової атмосфери Харона.

«Модель вказує на "вибухові" сезонні пульсації в атмосфері Харона, спричинені екстремальними змінами умов під час довгої подорожі Плутона навколо Сонця», - сказав доктор Бен Теоліс, провідний автор статті "Екстремальна динаміка екзосфери на Хароні: наслідки для червоної плями" в журналі Geophysical Research Letters.

Команда ввела результати ультрареалістичних експериментів SwRI в модель атмосфери, щоб оцінити розподіл складних вуглеводнів, що утворюються під час розкладання метану під впливом ультрафіолетового світла. У моделі полярні зони в основному генерують етан — безбарвну речовину, яка не сприяє появі червоного кольору.

«Ми вважаємо, що іонізувальне випромінювання сонячного вітру розкладає полярний іній, приготований Лайман-альфа, для синтезу все складніших, червоніших матеріалів, відповідальних за унікальне альбедо на цьому загадковому супутнику», - каже Раут. «Етан менш леткий, ніж метан, і залишається замороженим на поверхні Харона ще довго після весняного сходу Сонця. Вплив сонячного вітру може перетворити етан на стійкі червонуваті поверхневі відкладення, що сприяють утворенню червоної шапки Харона».

«Команда має намір вивчити роль сонячного вітру в утворенні червоного полюса», - сказав доктор Джош Каммер із SwRI, який заручився постійною підтримкою програми НАСА з аналізу даних "Новий рубіж".

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.

• харон