Ученые определили возможный источник красной шапки Харона

Ученые Юго-Западного исследовательского института объединили данные миссии НАСА New Horizons с новыми лабораторными экспериментами и моделированием экзосферы, чтобы выяснить вероятный состав красной шапки на луне Плутона Хароне и пути ее образования.

Ранее учёные предположили, что красноватый материал, похожий на толин, окутавший полюс Харона может быть синтезирован ультрафиолетовым излучением, расщепляющим молекулы метана. Они захватываются после бегства с Плутона и затем замерзают на полярных областях луны во время долгих зимних ночей. Толины – это липкие органические остатки, образовавшиеся в результате химических реакций под действием света, в данном случае ультрафиолетового свечения Лайман-альфа, рассеянного межпланетными атомами водорода.

Команда реалистично воспроизвела условия на поверхности Харона для измерения состава и цвета углеводородов. Учёные ввели результаты измерений в новую атмосферную модель, чтобы показать, как метан распадается на остатки на северном полярном пятне Харона.

«В нашем эксперименте метан конденсировался в сверхвысоковакуумной камере под воздействием фотонов Лайман-альфа, что позволило с высокой точностью воспроизвести условия на полюсах Харона», – сказал Рэнди Гладстон, член научной команды New Horizons.

Ученые также 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.

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

«Мы считаем, что ионизирующее излучение солнечного ветра разлагает полярную изморозь с Лайман-альфа-излучением для синтеза все более сложных, более красных материалов, ответственных за уникальное альбедо на этой загадочной луне. Этан менее летуч, чем метан, и остается замороженным на поверхности Харона еще долго после весеннего восхода Солнца. Воздействие солнечного ветра может преобразовать этан в стойкие красноватые поверхностные отложения, способствующие образованию красной шапки Харона», – сообщают учёные.