Terwijl we wachten op nieuwe beelden en gegevens van de New Horizons 'flyby van het Pluto-systeem om naar de aarde te worden verzonden, is een stukje van de Pluto-Charon-puzzel waar wetenschappers naar uitkijken meer te leren over de mysterieuze' donkere pool 'op Charon. Afbeeldingen die onmiddellijk na de flyby worden verzonden, laten zien dat het noordpoolgebied van Charon veel donkerder is dan het lichter gekleurde materiaal eromheen, en het heeft eigenlijk een roodachtige tint.
Het New Horizons-team zegt dat de rode pool een dun laagje donker materiaal lijkt te zijn over een duidelijk, scherp begrensd, hoekig element - misschien een impactbekken - en wetenschappers hopen meer te leren door beelden met een hogere resolutie te bestuderen die momenteel worden teruggestraald naar de aarde vanaf het ruimtevaartuig.
Carly Howett, een senior onderzoekswetenschapper bij het Southwest Research Institute, is een van de wetenschappers die het mysterie bestudeert van wat dit kleurverschil veroorzaakt en waarom het opduikt op de noordpool van Charon.
"Als we naar Charon kijken, is het heel duidelijk dat het noordpoolgebied veel roder is dan de rest van de maan", zei Howett in een post op de New Horizons-website. "Oppervlakken variëren in kleur als er iets aan verandert."
Dus wat is dit rode materiaal? De leidende theorie op dit moment is dat materiaal uit de atmosfeer van Pluto naar Charon valt en in het poolgebied wordt verstrikt door wat bekend staat als 'cold trapping'.
Het is zo koud aan de polen van Charon - de temperaturen variëren, zijn net iets warmer dan het absolute nulpunt, tussen -433 en -351 ° F (-258 en -213 ° C) - dat alle gassen die zich daar vestigen vast zouden vriezen in plaats van te ontsnappen. En door de combinatie van extreem koude temperaturen en zonnestraling wordt het materiaal omgevormd tot een nieuwe substantie en wordt het vastgehouden op de paal. Howett zei dat het waarschijnlijk niet zal verdwijnen met seizoensveranderingen op Charon.
'We weten dat de atmosfeer van Pluto voornamelijk uit stikstof bestaat, met wat methaan en koolmonoxide', zei ze, 'dus we verwachten dat dezelfde bestanddelen de Charon's winterpool langzaam omhullen. De bevroren ijsjes zouden weer sublimeren zodra Charons winterpool weer in het zonlicht komt, behalve één belangrijk detail: zonnestraling verandert deze ijsjes in een nieuwe substantie, die een hogere sublimatietemperatuur heeft en niet kan sublimeren en dan kan ontsnappen uit Charon."
Wat is de nieuwe stof? Wetenschappers kunnen het nog niet met zekerheid zeggen, maar het kan een tholin zijn.
Wat is een tholin? Tholins werden in de jaren 70 voor het eerst gemaakt in een laboratorium door Carl Sagan en zijn team in Cornell. Volgens planeetwetenschapper Sarah Hörst, die over tholins schreef op de website van The Planetary Society, zouden Sagan en zijn team mengsels van kosmisch relevante gassen nemen en deze met verschillende energiebronnen bestralen. Het resultaat was 'een bruin, soms plakkerig residu', zoals Sagan ze beschreef in een paper dat hij in 1979 schreef.
Hörst zei dat Sagan en team "op zoek waren naar antwoorden op vragen variërend van‘ waarom is de rode rode vlek rood ’tot‘ hoe is het leven op aarde ontstaan ’en in het proces produceerde het materiaal waarvoor geen naam bestond.
Ze bedachten de naam 'tholin' en theoretiseerden dat tholins een bestanddeel van de primitieve oceanen van de aarde zouden kunnen zijn en daarom relevant voor de oorsprong van het leven.
In het artikel schreef Hörst: 'Ik bestudeer tholin al bijna een decennium en in mijn ervaring zijn de meest gebruikte synoniemen voor tholin' smurrie ',' bruine smurrie 'en' complexe organische smurrie '. Tholin wordt ook vaak omschreven als een "teerachtige" stof. Woorden als teer, kerogeen, bitumen, aardolie, asfalt, enz. Beschrijven allemaal stoffen die in sommige opzichten potentieel op tholin lijken. Deze materialen komen echter allemaal voort uit het leven; ze zijn 'biotisch'. ''
Meer weten over wat er gebeurt op de noordpool van Charon is inderdaad intrigerend. Tholins kan hetzelfde materiaal zijn dat Pluto ook in sommige regio's zijn roodbruine tint geeft.
Howett vertelde Space Magazine dat LEISA (Linear Etalon Imaging Spectral Array) het belangrijkste instrument op New Horizons is dat de compositorische informatie echt zal vastleggen.
"Dit instrument neemt 250 golflengten waar tussen 1,25-2,5 micron, wat het ideaal maakt voor het detecteren van de spectrale signatuur van solide kenmerken", zei ze via e-mail. “We weten niet precies de samenstelling van de tholin op Charon (er zijn veel verschillende soorten mogelijk) maar met LEISA kunnen we verschillen in de spectra zoeken tussen de afwijkende rode regio van Charon en die eromheen - om ons enkele hints te geven van de verandering in oppervlaktesamenstelling en de "ruwe ingrediënten" voor de tholin. "
Howett zei bijvoorbeeld dat ze misschien meer waterstofcyanide (HCN) zullen zien rond de noordpoolregio, wat veel complexe chemie-opties zou openen.
"We zullen de komende weken beginnen met het verzamelen van deze gegevens, dus hopelijk hebben we binnenkort enkele antwoorden!" ze zei.
Verder lezen: New Horizons-website, The Planetary Society
