Καθώς περιμένουμε νέες εικόνες και δεδομένα από το παζλ του συστήματος του Πλούτωνα των New Horizons που θα μεταδοθούν στη Γη, ένα κομμάτι του παζλ Πλούτωνα-Χάρωνα για το οποίο οι επιστήμονες ανυπομονούν να μάθουν περισσότερα είναι ο μυστηριώδης «σκοτεινός πόλος» στον Χάροντα. Οι εικόνες που στάλθηκαν αμέσως μετά το πέρασμα αποκαλύπτουν ότι η βόρεια πολική περιοχή του Χάροντα είναι πολύ πιο σκούρα από το πιο ανοιχτόχρωμο υλικό που την περιβάλλει και στην πραγματικότητα έχει ένα κοκκινωπό χυτό.
Η ομάδα των New Horizons λέει ότι ο κόκκινος πόλος φαίνεται να είναι μια λεπτή απόθεση σκοτεινού υλικού πάνω από ένα ξεχωριστό, έντονα οριοθετημένο, γωνιακό χαρακτηριστικό –ίσως και μια λεκάνη κρούσης– και οι επιστήμονες ελπίζουν να μάθουν περισσότερα μελετώντας εικόνες υψηλότερης ανάλυσης που είναι αυτή τη στιγμή εκπέμπεται πίσω στη Γη από το διαστημόπλοιο.
Η Carly Howett, ανώτερη ερευνήτρια στο Southwest Research Institute, είναι ένας από τους επιστήμονες που μελετούν το μυστήριο του τι προκαλεί αυτή τη χρωματική διαφορά και γιατί εμφανίζεται στον βόρειο πόλο του Charon.
«Κοιτάζοντας τον Χάροντα, είναι πολύ σαφές ότι η βόρεια πολική περιοχή είναι πολύ πιο κόκκινη από την υπόλοιπη σελήνη», είπε ο Χάουετ. μια ανάρτηση στον ιστότοπο New Horizons. «Οι επιφάνειες διαφέρουν ως προς το χρώμα όταν αλλάζει κάτι πάνω τους».
Τι είναι λοιπόν αυτό το κόκκινο υλικό; Η κύρια θεωρία αυτή τη στιγμή είναι ότι υλικό από την ατμόσφαιρα του Πλούτωνα πέφτει στον Χάροντα και παγιδεύεται στην πολική περιοχή από αυτό που είναι γνωστό ως «ψυχρή παγίδευση».
Είναι τόσο κρύο στους πόλους του Χάροντα – οι θερμοκρασίες εκεί ποικίλλουν είναι λίγο πιο θερμές από το απόλυτο μηδέν, μεταξύ -433 και -351 °F (-258 και -213 °C) – που τυχόν αέρια που καθιζάνουν εκεί θα παγώσουν στερεά αντί να διαφύγουν. Και με τον συνδυασμό εξαιρετικά χαμηλών θερμοκρασιών και ηλιακής ακτινοβολίας, το υλικό μετατρέπεται σε μια νέα ουσία και παγιδεύεται στον πόλο. Ο Howett είπε ότι πιθανότατα δεν θα εξαφανιστεί με εποχιακές αλλαγές στο Charon.
«Γνωρίζουμε ότι η ατμόσφαιρα του Πλούτωνα είναι κυρίως άζωτο, με λίγο μεθάνιο και μονοξείδιο του άνθρακα», είπε, «έτσι περιμένουμε ότι αυτά τα ίδια συστατικά επικαλύπτουν αργά τον χειμερινό πόλο του Χάροντα. Οι παγωμένοι πάγοι θα εξαχνωθούν ξανά μόλις ο χειμερινός πόλος του Χάρωνα αναδυθεί ξανά στο φως του ήλιου, εκτός από μια σημαντική λεπτομέρεια: η ηλιακή ακτινοβολία τροποποιεί αυτούς τους πάγους για να παράγει μια νέα ουσία, η οποία έχει υψηλότερη θερμοκρασία εξάχνωσης και δεν μπορεί να εξαχνωθεί και στη συνέχεια να ξεφύγει από Χάροντας.'
Ποια είναι η νέα ουσία; Οι επιστήμονες δεν μπορούν να πουν με βεβαιότητα ακόμα, αλλά μπορεί να είναι μια tholin.
Οι επιστήμονες στο εργαστήριο Hörst του Πανεπιστημίου Johns Hopkins έχουν παραγάγει σύνθετες χημικές ενώσεις που ονομάζονται θολίνες, οι οποίες μπορεί να δίνουν στον Πλούτωνα την κοκκινωπή του απόχρωση. (Εικόνα: Chao He, Xinting Yu, Sydney Riemer και Sarah Hörst, Πανεπιστήμιο Johns Hopkins).
Τι είναι το tholin; Τα Tholins δημιουργήθηκαν για πρώτη φορά σε εργαστήριο τη δεκαετία του 1970 από τον Carl Sagan και την ομάδα του στο Cornell. Σύμφωνα με τον πλανητολόγο Σάρα άκου , που έγραψε για τις θολίνες στον ιστότοπο της Πλανητικής Εταιρείας , ο Sagan και η ομάδα του θα έπαιρναν μείγματα κοσμικά σχετικών αερίων και θα τα ακτινοβολούσαν με διάφορες πηγές ενέργειας. Το αποτέλεσμα ήταν «ένα καφέ, μερικές φορές κολλώδες, υπόλειμμα», όπως τα περιέγραψε ο Sagan σε ένα χαρτί που έγραψε το 1979.
Ο Hörst είπε ότι ο Sagan και η ομάδα 'έψαχναν για απαντήσεις σε ερωτήσεις που κυμαίνονται από το 'γιατί η Μεγάλη Ερυθρά Κηλίδα είναι κόκκινη' έως 'πώς προήλθε η ζωή στη Γη' και κατά τη διαδικασία παρήγαγαν υλικό για το οποίο δεν υπήρχε όνομα'.
Βρήκαν το όνομα «tholin» και θεώρησαν ότι οι θολίνες θα μπορούσαν να είναι συστατικό των πρωτόγονων ωκεανών της Γης και επομένως να σχετίζονται με την προέλευση της ζωής.
Στο άρθρο ο Hörst έγραψε, «Μελετάω το tholin για σχεδόν μια δεκαετία και από την εμπειρία μου τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα συνώνυμα για το tholin είναι «gunk», «brown gunk» και «complex organic gunk». Η θολίνη περιγράφεται επίσης συχνά ως ουσία που μοιάζει με πίσσα. Λέξεις όπως πίσσα, κερογόνο, πίσσα, πετρέλαιο, άσφαλτος κ.λπ. περιγράφουν όλες ουσίες που είναι δυνητικά παρόμοιες με τη θολίνη κατά κάποιο τρόπο. Ωστόσο, όλα αυτά τα υλικά προέρχονται από τη ζωή. είναι «βιοτικά».
Προσέγγιση Charon από τους New Horizons. Πίστωση: NASA/Damian Peach
Το να μάθετε περισσότερα για το τι συμβαίνει στον βόρειο πόλο του Χάροντα είναι πράγματι ενδιαφέρον. Οι θολίνες μπορεί να είναι το ίδιο υλικό που δίνει στον Πλούτωνα την κοκκινοκαφέ απόχρωση του σε ορισμένες περιοχές.
Ο Howett είπε στο Universe Today ότι το κύριο όργανο στο New Horizons που θα εντοπίσει πραγματικά τις πληροφορίες σύνθεσης είναι το LEISA (Linear Etalon Imaging Spectral Array).
«Αυτό το όργανο παρατηρεί 250 μήκη κύματος μεταξύ 1,25-2,5 microns, καθιστώντας το ιδανικό για την ανίχνευση της φασματικής υπογραφής στερεών χαρακτηριστικών», είπε μέσω email. «Δεν γνωρίζουμε ακριβώς τη σύνθεση του tholin στον Χάρωνα (πολλοί διαφορετικοί τύποι είναι πιθανοί), αλλά με το LEISA μπορούμε να αναζητήσουμε διαφορές στα φάσματα μεταξύ της ανώμαλης κόκκινης περιοχής του Χάροντα και εκείνων που την περιβάλλουν – για να μας δώσουμε μερικές συμβουλές για το αλλαγή στη σύνθεση της επιφάνειας και τα «ακατέργαστα συστατικά» για τη θολίνη».
Για παράδειγμα, είπε ο Howett, ίσως θα δουν περισσότερο υδροκυάνιο (HCN) γύρω από την περιοχή του βόρειου πόλου, κάτι που θα άνοιγε πολλές σύνθετες επιλογές χημείας.
«Θα αρχίσουμε να κατεβάζουμε αυτά τα δεδομένα τις επόμενες εβδομάδες, οπότε ελπίζουμε ότι θα έχουμε κάποιες απαντήσεις σύντομα!» είπε.
Περαιτέρω ανάγνωση: Ιστοσελίδα New Horizons , Η Πλανητική Εταιρεία