Ученые определили возможное происхождение красной шапки Харона

Ученые объединили данные миссии НАСА "Новые горизонты" с новейшими лабораторными экспериментами и моделированием экзосферы, чтобы определить возможный состав красной шапки на спутнике Плутона Хароне и возможные пути ее образования.

Как рассказывают в Юго-Западном исследовательском институте (SwRI), получено первое в истории описание динамической метановой атмосферы Харона с использованием новых экспериментальных данных, позволяющее посмотреть на происхождение красного пятна на этом спутнике. Свои выводы учёные опубликовали в двух работах.

«До появления "Новых горизонтов" лучшие снимки Плутона, сделанные Хабблом, показывали лишь нечеткое пятно отраженного света», - сказал Рэнди Гладстон из SwRI, член научной группы "Новых горизонтов". «В дополнение ко всем интересным особенностям, обнаруженным на поверхности Плутона, во время пролета была обнаружена необычная особенность Харона — удивительная красная шапка, расположенная на его северном полюсе».

Вскоре после сближения в 2015 году ученые "Новых горизонтов" предположили, что красноватый "толино-образный" материал на полюсе Харона может быть синтезирован ультрафиолетовым излучением, расщепляющим молекулы метана. Они захватываются после бегства из Плутона, а затем замерзают на полярных областях спутника во время долгих зимних ночей. Толины – это липкие органические остатки, образующиеся вследствие химических реакций под воздействием света, в этом случае ультрафиолетового свечения Лайман-альфа, рассеянного межпланетными молекулами водорода.

«Наши результаты показывают, что резкие сезонные всплески в разреженной атмосфере Харона, а также свет, разрушающий конденсированный метановый иней, являются ключом к пониманию происхождения красной полярной зоны Харона», - сказал доктор Уджвал Раут из SwRI, ведущий автор статьи "Тугоплавкая фабрика Харона" в журнале Science Advances. «Это один из самых наглядных и ярких примеров взаимодействия поверхности и атмосферы, которые до сих пор наблюдались на планетарном теле».

Команда реалистически воспроизвела условия на поверхности Харона в новом Центре лабораторной астрофизики и космических научных экспериментов (CLASSE) SwRI, чтобы измерить состав и цвет углеводородов, образующихся на зимнем полушарии Харона вследствие замерзания метана под свечением Лайман-альфа. Команда ввела результаты измерений в новую атмосферную модель Харона, чтобы показать, как метан распадается на осадок на северном полярном пятне Харона.

«Новые эксперименты нашей команды по "динамическому фотолизу" позволили установить новые границы вклада межпланетного Лайман-альфа в синтез красного вещества Харона», - говорит Раут. «В нашем эксперименте метан конденсировался в сверхвысоковакуумной камере под влиянием фотонов Лайман-альфа, что позволило с высокой точностью воспроизвести условия на полюсах Харона».

Ученые SwRI разработали новую компьютерную симуляцию для моделирования тонкой метановой атмосферы Харона.

«Модель указывает на "взрывные" сезонные пульсации в атмосфере Харона, вызванные экстремальными изменениями условий во время долгого путешествия Плутона вокруг Солнца», - сказал доктор Бен Теолис, ведущий автор статьи "Экстремальная динамика экзосферы на Хароне: последствия для красного пятна" в журнале Geophysical Research Letters.

Команда ввела результаты ультрареалистичных экспериментов SwRI в модель атмосферы, чтобы оценить распределение сложных углеводородов, образующихся при разложении метана под воздействием ультрафиолетового света. В модели полярные зоны в основном генерируют этан – бесцветное вещество, не способствующее появлению красного цвета.

«Мы считаем, что ионизирующее излучение солнечного ветра разлагает полярный иней, приготовленный Лайман-альфа, для синтеза все более сложных, более красных материалов, ответственных за уникальное альбедо на этом загадочном спутнике», - говорит Раут. «Этан менее летучий, чем метан, и остается замороженным на поверхности Харона еще долго после весеннего восхода Солнца. Воздействие солнечного ветра может превратить этан в стойкие красные поверхностные отложения, способствующие образованию красной шапки Харона».

«Команда намерена изучить роль солнечного ветра в образовании красного полюса», - сказал доктор Джош Каммер из SwRI, который заручился постоянной поддержкой программы НАСА по анализу данных "Новый рубеж".

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.

• харон