Gli scienziati hanno ricostruito la composizione del polo nord di Caronte, la luna di Plutone, che presenta una strana colorazione rossa.

Gli scienziati del Southwest Research Institute hanno combinato i dati della missione New Horizons della NASA con nuovi esperimenti di laboratorio e modelli esosferici per rivelare la probabile composizione della colorazione rossa sul polo nord di Caronte, la luna di Plutone e su come potrebbe essersi formata. Questa prima descrizione dell’atmosfera dinamica del metano di Caronte fornisce uno sguardo affascinante sulle origini della macchia rossa di questa luna, come descritto in due recenti articoli.

Prima di New Horizons, le migliori immagini Hubble di Plutone avevano individuato solo una macchia sfocata di luce riflessa, ma il sorvolo della sonda ha svelato una caratteristica insolita su Caronte, una sorprendente macchia rossa centrata sul polo nord.

Caronte
Foto di Caronte scattato da New Horizons il 14 Luglio 2015. Credits: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute

La formazione della macchia rossa

Subito dopo l’incontro del 2015, gli scienziati di New Horizons avevano ipotizzato che un materiale rossastro, simile ai toline, potesse essere sintetizzato dalla luce ultravioletta che scompone le molecole di metano. Questo elemento verrebbe catturato dopo essere sfuggito da Plutone e poi congelato nelle regioni polari della luna durante le lunghe notti invernali.

Le toline sono residui organici formati da reazioni chimiche alimentate dalla luce, in questo caso il bagliore ultravioletto Lyman-alfa diffuso dalle molecole di idrogeno interplanetarie.

I nostri risultati indicano che le drastiche variazioni stagionali nella sottile atmosfera di Caronte e la luce che rompe il metano congelato sono la chiave per comprendere le origini della zona polare rossa di Caronte“, ha affermato il dott. Ujjwal Raut di SwRI, autore principale di un articolo sulla rivista Science Advances. “E questo è uno degli esempi più evidenti di interazioni superficie-atmosfera finora osservate su un corpo planetario“.

Il team ha replicato le condizioni della superficie di Caronte presso il nuovo Center for Laboratory Astrophysics and Space Science Experiments (CLASSE) di SwRI per misurare la composizione e il colore degli idrocarburi prodotti nell’emisfero invernale di Caronte mentre il metano si congela sotto il bagliore Lyman-alfa.

Il team ha poi inserito le misurazioni in un nuovo modello atmosferico di Caronte per mostrare che il metano si scompone in un residuo sulla macchia polare a nord di Caronte. L’esperimento ha condensato il metano in una camera ad altissimo vuoto sotto l’esposizione ai fotoni Lyman-alfa per replicare con alta fedeltà le condizioni ai poli di Caronte.

Il modello ha indicato variazioni stagionali molto intense nell’atmosfera di Caronte a causa dei cambiamenti estremi delle condizioni durante il lungo viaggio di Plutone attorno al Sole. Il team ha inserito i risultati degli esperimenti nel modello atmosferico per stimare la distribuzione di idrocarburi complessi che emergono dalla decomposizione del metano sotto l’influenza della luce ultravioletta.

Il modello ha riscontrato zone polari che generano principalmente etano, un materiale incolore che non contribuisce di per sé al colore rossastro. Però l’etano è meno volatile del metano e rimane congelato sulla superficie di Caronte per molto tempo dopo l’alba primaverile. E l’esposizione al vento solare può convertire l’etano in depositi superficiali rossastri persistenti che contribuiscono alla formazione della calotta rossa di Caronte.

Il team procederò ora a studiare il ruolo del vento solare nella formazione del polo rosso, grazie al supporto continuo dei dati NASA della sonda New Horizons.

Riferimenti: Southwest Research Institute

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