Während wir darauf warten, dass neue Bilder und Daten vom Vorbeiflug des Pluto-Systems durch New Horizons auf die Erde übertragen werden, ist ein Teil des Pluto-Charon-Puzzles, über das Wissenschaftler mehr erfahren möchten, der mysteriöse „dunkle Pol“ auf Charon. Unmittelbar nach dem Vorbeiflug gesendete Bilder zeigen, dass Charons Nordpolregion viel dunkler ist als das hellere Material, das sie umgibt, und tatsächlich einen rötlichen Schimmer aufweist.
Das New Horizons-Team sagt, dass der rote Pol eine dünne Ablagerung von dunklem Material über einem bestimmten, scharf begrenzten, eckigen Merkmal - vielleicht und dem Einschlagbecken - zu sein scheint, und Wissenschaftler hoffen, durch die Untersuchung von Bildern mit höherer Auflösung, die derzeit zurückgestrahlt werden, mehr zu lernen zur Erde vom Raumschiff.
Carly Howett, eine leitende Wissenschaftlerin am Southwest Research Institute, ist eine der Wissenschaftlerinnen, die das Rätsel untersucht, was diesen Farbunterschied verursacht und warum er am Nordpol von Charon auftritt.
"Wenn man sich Charon ansieht, ist es sehr klar, dass die nördliche Polarregion viel röter ist als der Rest des Mondes", sagte Howett in einem Beitrag auf der New Horizons-Website. "Oberflächen variieren in der Farbe, wenn sich etwas an ihnen ändert."
Was ist das für ein rotes Material? Die derzeit führende Theorie ist, dass Material aus Plutos Atmosphäre auf Charon fällt und in der Polarregion durch das sogenannte "Cold-Trapping" gefangen wird.
An Charons Polen ist es so kalt - die Temperaturen variieren nur ein bisschen wärmer als der absolute Nullpunkt, zwischen -258 und -213 ° C (-433 und -351 ° F) -, dass dort absetzende Gase fest gefrieren würden, anstatt zu entweichen. Durch die Kombination von extrem kalten Temperaturen und Sonneneinstrahlung wird das Material in eine neue Substanz umgewandelt und am Pol eingeschlossen. Howett sagte, dass es wahrscheinlich nicht mit saisonalen Veränderungen auf Charon verschwinden wird.
"Wir wissen, dass Plutos Atmosphäre hauptsächlich aus Stickstoff besteht, mit etwas Methan und Kohlenmonoxid", sagte sie, "daher erwarten wir, dass dieselben Bestandteile langsam Charons Winterpol bedecken. Das gefrorene Eis würde wieder sublimieren, sobald Charons Winterpol wieder ins Sonnenlicht zurückkehrt, abgesehen von einem wichtigen Detail: Sonnenstrahlung modifiziert dieses Eis, um eine neue Substanz zu erzeugen, die eine höhere Sublimationstemperatur hat und nicht sublimieren und dann entweichen kann Charon. "
Was ist die neue Substanz? Wissenschaftler können noch nicht sicher sagen, aber es könnte ein Tholin sein.
Was ist ein Tholin? Tholins wurden erstmals in den 1970er Jahren von Carl Sagan und seinem Team in Cornell in einem Labor hergestellt. Laut der Planetenwissenschaftlerin Sarah Hörst, die auf der Website der Planetary Society über Tholine schrieb, nahmen Sagan und sein Team Gemische kosmisch relevanter Gase und bestrahlten sie mit verschiedenen Energiequellen. Das Ergebnis war "ein brauner, manchmal klebriger Rückstand", wie Sagan sie in einem Artikel beschrieb, den er 1979 schrieb.
Laut Hörst suchten Sagan und sein Team "nach Antworten auf Fragen, die von" Warum ist der Große Rote Fleck rot "bis zu" Wie ist das Leben auf der Erde entstanden "reichten und dabei Material produzierten, für das es keinen Namen gab."
Sie kamen auf den Namen "Tholin" und stellten die Theorie auf, dass Tholine ein Bestandteil der primitiven Ozeane der Erde sein könnten und daher für den Ursprung des Lebens relevant sind.
In dem Artikel schrieb Hörst: „Ich studiere Tholin seit fast einem Jahrzehnt und meiner Erfahrung nach sind die am häufigsten verwendeten Synonyme für Tholin„ Gunk “,„ Brown Gunk “und„ Complex Organic Gunk “. Tholin wird auch oft als "teerartige" Substanz beschrieben. Wörter wie Teer, Kerogen, Bitumen, Erdöl, Asphalt usw. beschreiben alle Substanzen, die Tholin in gewisser Weise möglicherweise ähnlich sind. Diese Materialien entstehen jedoch alle aus dem Leben; Sie sind biotisch. "
Es ist in der Tat faszinierend, mehr darüber zu erfahren, was am Nordpol von Charon vor sich geht. Tholine könnten das gleiche Material sein, das Pluto in einigen Regionen auch seinen rotbraunen Farbton verleiht.
Howett sagte dem Space Magazine, dass das Hauptinstrument auf New Horizons, das die Kompositionsinformationen wirklich festhält, LEISA (Linear Etalon Imaging Spectral Array) ist.
"Dieses Instrument beobachtet 250 Wellenlängen zwischen 1,25 und 2,5 Mikrometern und ist somit ideal für die Erfassung der spektralen Signatur fester Merkmale", sagte sie per E-Mail. „Wir kennen die Zusammensetzung des Tholins auf Charon nicht genau (viele verschiedene Arten sind möglich), aber mit LEISA können wir nach Unterschieden in den Spektren zwischen der anomalen roten Region des Charon und den umgebenden suchen - um uns einige Hinweise auf die zu geben Änderung der Oberflächenzusammensetzung und der „Rohstoffe“ für das Tholin. “
Howett sagte zum Beispiel, dass sie möglicherweise mehr Cyanwasserstoff (HCN) in der Nordpolregion sehen werden, was viele komplexe chemische Optionen eröffnen würde.
"Wir werden diese Daten in den nächsten Wochen veröffentlichen. Hoffentlich haben wir bald einige Antworten!" Sie sagte.
Weiterführende Literatur: New Horizons-Website, The Planetary Society
