У Луны Плутона есть таинственный красный северный полюс, и мы наконец узнаем, почему

У спутника жизни Плутона, Харона, красная «шапочка». С тех пор, как я вырезал New Horizons ЛунаВо время пролета над Северным полюсом цвета ржавчины в 2015 году ученые размышляли над планетарными процессами, ответственными за то, чтобы оставить такую ​​смелую достопримечательность.

Первоначально ученые подозревали, что оттенок железа (также известный как Мордорское пятно) был вызван газообразным метаном, захваченным с поверхности Плутона, а его красный цвет возник из-за медленного запекания в ультрафиолетовом солнечном свете. Это была отличная идея, просто умоляющая, чтобы ее проверили.

Теперь комбинация лабораторных экспериментов и моделирования показала, что эти ранние предположения были не так уж далеки от истины, с небольшим искажением. Исследование добавляет удивительные новые детали к нашему пониманию интимной связи Плутона и Харона, предполагая, что окраска Луны больше, чем кажется на первый взгляд.

Запущенный в 2006 году зонд НАСА «Новые горизонты» предоставил исследователям беспрецедентный вид системы карликовых планет Плутон и Харон на расстоянии более 5 миллиардов километров (3,1 миллиарда миль) от Солнца.

«До «Новых горизонтов» лучшие изображения Плутона с телескопа Хаббла показывали туманную массу отраженного света», — говорит Рэнди Гладстон, планетолог из Юго-Западного исследовательского института (SwRI) в США.

«Помимо всех замечательных особенностей, обнаруженных на поверхности Плутона, пролет над поверхностью Плутона выявил необычную особенность Харона: удивительную красную мантию с центром на Северном полюсе».

Красный может быть обычным цветом, который можно увидеть в богатых железом мирах, таких как наш или Марс, если уж на то пошло. Но на всем протяжении замерзших окраин Солнечной системы красный цвет, вероятно, указывает на присутствие различных смолоподобных соединений, называемых толенами.

Если поможет, замени слово толин на “мусор”. Коричнево-красное месиво химических веществ напоминает остаток в духовке, если печь использовала ультрафиолетовый свет для выпекания пирогов из простых газов, таких как углекислый газ или аммиак.

На Плутоне метан мог бы стать потенциальной отправной точкой. Чтобы превратиться в толины, этим крошечным углеводородам просто нужно поглощать очень специфический цвет ультрафиолетового света, который отфильтровывается облаками орбитального водорода, называемого Лайман-альфа.

Розовое свечение Плутона было предметом изучения на протяжении десятилетий. New Horizons просто показал точную гравировку толина на его поверхности в великолепном высоком разрешении. Однако обнаружение ржавой краски, лежащей на кепке ее спутницы, стало интригующим сюрпризом.

Предполагалось, что метан, испускаемый Плутоном, будет доставлен на орбиту Луны. Но точное время, необходимое для того, чтобы газ оседал и застывал в таком отчетливо размытом пятне, всегда было камнем преткновения.

Частью проблемы является соперничество между слабой гравитацией Харона и холодным светом далекого солнца, согревающего его поверхность. Каким бы легким он ни был, весеннего рассвета может быть достаточно, чтобы растопить метановый иней и снова поднять его с поверхности.

Чтобы определить, что на самом деле произойдет, исследователи SwRI смоделировали движение видения для сильно наклоненной планетарной системы. И они обнаружили, что секрет мазка может заключаться во взрывном характере прихода весны.

Относительно резкое потепление Арктики будет происходить в течение нескольких лет — всего лишь вспышка на 248-летней орбите Луны вокруг Солнца. За этот короткий период слой метанового инея толщиной в десятки микрон испаряется на одном полюсе и начинает замерзать на другом.

К сожалению, моделирование показало, что это быстрое движение было бы слишком быстрым для большого количества замороженного метана, чтобы поглотить достаточное количество альфа-лиманов, чтобы стать толеном.

Но этан — более длинный углеводородный родственник метана — это совсем другая история.

«Этан менее летуч, чем метан, и остается замороженным на поверхности Харона еще долго после весеннего восхода солнца», — говорит планетолог Уджвал Раут, ведущий автор второго исследования, в котором моделировались изменения интенсивности испарения и замерзания метана.

«Воздействие солнечного ветра может превратить этан в постоянные красноватые поверхностные отложения, которые способствуют красной мантии Харона».

В сочетании с результатами лабораторных экспериментов исследование Раута и его команды продемонстрировало реальный метод преобразования метана в этан на полюсах.

Была только одна проблема. Лаймановское альфа-излучение не превратит этан в красноватый шлам.

Это не исключает выхода углеводорода. Заряженные частицы, исходящие от Солнца в течение более длительного периода, могут генерировать все более длинные цепочки углеводородов, которые придадут Харону характерный красный покров.

«Мы думаем, что ионизирующее излучение солнечного ветра разрушает полярный иней, приготовленный с помощью альфа-лайманов, чтобы создать более сложные, более красные материалы, ответственные за уникальное альбедо на этой загадочной луне», — говорит Раут.

Дополнительные лабораторные испытания и моделирование могут помочь укрепить гипотезу о том, что пигмент помады Шэрон намного сложнее, чем мы когда-либо думали.

Это исследование было опубликовано в наук И Письма о геофизических исследованиях.

Leave a Comment