Folosind Telescopul spațial James Webb (JWST), astronomii au detectat dioxid de carbon și peroxid de hidrogen pe suprafața înghețată a celei mai mari luni a lui Pluto, Charon. Detectarea acestor molecule le-ar putea spune oamenilor de știință cum Charon și alte corpuri de gheață de la sistem solarmarginea lui s-au născut.
De la descoperirea sa în 1978, Charon a fost studiat pe larg – dar cercetările anterioare au fost limitate în ceea ce privește lungimile de undă ale luminii care ar putea fi explorate în timpul acestor analize. Asta a lăsat lacune în înțelegerea noastră a compoziției suprafeței acestei luni de Pluton. Drept urmare, deși oamenii de știință au detectat gheață de apă, specii purtătoare de amoniac și compuși organici pe Charon, dioxidul de carbon și peroxidul de hidrogen au ocolit detectarea. Până acum, adică.
Echipa, condusă de Silvia Protopapa de la Southwest Research Institute (SwRI), a completat aceste lacune studiind Charon cu instrumentul JWST Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec).
„Cercetarea noastră dezvăluie că suprafața lui Charon păstrează dovezi ale formării sale prin prezența dioxidului de carbon, precum și semne ale proceselor de iradiere, indicate de prezența peroxidului de hidrogen”, a declarat Protopapa pentru Space.com. „Aceste descoperiri extind inventarul compozițional cunoscut al lui Charon, care include gheață de apă, specii purtătoare de amoniac și materiale organice responsabile pentru colorarea sa gri și roșie”.
Înrudit: „Inimă” albă uriașă a lui Pluto are o origine surprinzător de violentă, sugerează un nou studiu
Charon este un corp de dimensiuni medii, cu o lățime de aproximativ 750 de mile (1.207 kilometri) și situat în Centura Kuiper, un inel de resturi de gheață, comete și planete pitice, denumite și obiecte trans-neptuniene (TNO), la marginea sistemului solar.
Spre deosebire de multe dintre obiectele mai mari din Centura Kuiper, suprafața lui Charon nu este ascunsă de gheață volatilă precum metanul, ceea ce înseamnă că oferă oamenilor de știință informații valoroase despre efectele expunerii la lumina soarelui și ale craterelor asupra acestor corpuri îndepărtate. În plus, Charon este singurul TNO de dimensiuni medii pentru care este disponibilă cartografierea geologică. Acest lucru se datorează datelor culese de NASASonda spațială New Horizons a lui, care a vizitat sistemul Pluto în urmă cu aproximativ un deceniu.
„În general, acești factori fac din Charon o țintă neprețuită de la care putem învăța foarte mult”, a spus Protopapa. „Descoperirile noastre oferă perspective valoroase asupra modului în care procese precum expunerea la lumina soarelui și craterarea modelează suprafața lui Charon și, prin extensie, alte corpuri de gheață de dimensiuni medii dincolo de Neptunorbita lui.”
Surprize grozave pe Charon
Compoziția stelelor, planetelor și lunilor poate fi determinată din lumina pe care o emit sau reflectă de la suprafața lor. Acest lucru este posibil deoarece elementele absorb și emit lumină la anumite lungimi de undă. Astfel, privirea spectrelor unui corp ceresc printr-o tehnică numită „spectroscopie” dezvăluie „amprentele” elementelor și compușilor chimici.
Protopapa și colegii au ajuns la concluziile lor comparând observațiile spectroscopice JWST cu măsurătorile de laborator și modelele spectrale detaliate ale suprafeței lui Charon. Acest lucru i-a determinat să ajungă la concluzia că dioxidul de carbon este prezent în principal sub formă de furnir de suprafață pe o suprafață bogată în apă-gheață.
„Suprafața lui Charon, așa cum a arătat misiunea New Horizons, prezintă numeroase cratere înconjurate de pături strălucitoare de ejecta, care sunt bogate în gheață de apă și compuși purtători de amoniac”, a explicat Protopapa. „Aceste caracteristici geologice sugerează că materialele de sub suprafață au fost expuse de evenimente de impact, oferind o fereastră către compoziția subterană a Lunii.
„Interpretarea noastră preferată este că stratul superior de dioxid de carbon provine din interior și a fost expus la suprafață prin evenimente de crater”.
Ea a adăugat că dioxidul de carbon era de asemenea de așteptat, deoarece compusul este cunoscut a fi prezent în regiunile discului protoplanetar din care s-a format sistemul Pluto. Faptul că dioxidul de carbon nu a fost observat de nava spațială New Horizons a NASA când a vizitat Pluto și a capturat imagini cu Charon în 2015 ia tulburat pe oamenii de știință de ceva timp.
„Detectarea dioxidului de carbon a fost o confirmare satisfăcătoare a așteptărilor noastre”, a continuat Protopapa.
Ceea ce nu era așteptat de echipă a fost detectarea peroxidului de hidrogen.
„Detectarea peroxidului de hidrogen pe Charon a fost o surpriză. I
Sincer, nu mă așteptam să găsesc dovezi ale acesteia la suprafață”, a spus Protopapa. „Se știe că peroxidul de hidrogen este prezent pe suprafața lunii Europa a lui Jupiter încă din anii 2000. Nu mi-am imaginat niciodată că voi scrie o lucrare care să compare
acești sateliți înghețați, Charon și Europa, având în vedere cât de diferiți sunt
mediile sunt.”
Prezența surprinzătoare a peroxidului de hidrogen pe Charon a sugerat echipei că suprafața bogată în apă a celei mai mari luni a lui Pluto este modificată în mod activ de lumina ultravioletă de la soare, particule energetice de la vântul solar și fluxuri de particule încărcate de dincolo de sistem solar numit „raze cosmice galactice”.
„Peroxidul de hidrogen se formează din combinația de radicali de ioni de hidroxid învecinați, care provin din ruperea moleculelor de apă din cauza ionilor, electronilor sau fotonilor care intră”, a continuat Protopapa. „Echipa noastră a efectuat noi măsurători de laborator pentru a confirma că este posibil să se genereze peroxid de hidrogen chiar și atunci când este prezent dioxid de carbon”.
Echipa nu a terminat încă cu cea mai mare lună a lui Pluto. JWST va continua să studieze Charon, iar oamenii de știință vor folosi datele rezultate pentru a înțelege mai bine TNO-urile înghețate în ansamblu.
„Viitoarele observații JWST care vizează golurile spectrale, care nu sunt acoperite în datele actuale, ar putea duce la noi descoperiri ale lui Charon și ar putea extinde în continuare inventarul chimic, dezvăluind posibil alte mecanisme în joc”, a spus Protopapa.
Cercetarea echipei a fost publicată marți (1 octombrie) în jurnal Comunicarea naturii.
Postat inițial pe Space.com.