När vi väntar på nya bilder och data från New Horizons flyby av Pluto-systemet som ska överföras till jorden, är en bit av Pluto-Charon-pusslet som forskarna ser fram emot att lära sig mer om den mystiska “mörka polen” på Charon. Bilder som skickas omedelbart efter flyby avslöjar att Charons nordpolregion är mycket mörkare än det ljusare färgade materialet som omger det, och det har faktiskt en rödaktig roll.
New Horizons-teamet säger att den röda polen verkar vara en tunn avsättning av mörkt material över en distinkt, skarpt avgränsad, vinkelfunktion - kanske och slagkraftbassäng - och forskare hoppas kunna lära sig mer genom att studera bilder med högre upplösning som för närvarande strålas tillbaka till jorden från rymdskeppet.
Carly Howett, seniorforskare vid Southwest Research Institute, är en av forskarna som studerar mysteriet om vad som orsakar denna färgskillnad och varför den dyker upp på Charons nordpol.
"Titta på Charon är det mycket tydligt att den norra polära regionen är mycket rödare än resten av månen," sade Howett i ett inlägg på webbplatsen New Horizons. "Ytor varierar i färg när något om dem förändras."
Så vad är det här röda materialet? Den ledande teorin just nu är att material från Plutos atmosfär faller till Charon och försvinner i polarområdet av det som kallas "kallfångare".
Det är så kallt vid Charons poler - temperaturer där det varierar är bara lite varmare än absolut noll, mellan -433 och -351 ° F (-258 och -213 ° C) - att eventuella gaser som sätter sig där skulle frysa fast i stället för att fly. Och med kombinationen av extremt kalla temperaturer och solstrålning omvandlas materialet till ett nytt ämne och fångas på polen. Howett sa att det förmodligen inte kommer att försvinna med några säsongsförändringar på Charon.
"Vi vet att Plutos atmosfär huvudsakligen är kväve, med en del metan och kolmonoxid," sade hon, "så vi förväntar oss att samma beståndsdelar långsamt täcker Charons vinterpol. De frysta isen skulle sublimera bort igen så fort Charons vinterpöl kommer ut i solljus, med undantag för en viktig detalj: solstrålning modifierar dessa isar för att producera ett nytt ämne, som har en högre sublimeringstemperatur och inte kan sublimera och sedan fly från Charon.”
Vad är det nya ämnet? Forskare kan inte säga säkert ännu, men det kan vara en tholin.
Vad är en tholin? Tholins skapades först i ett laboratorium vid 1970-talet av Carl Sagan och hans team på Cornell. Enligt planetforskaren Sarah Hörst, som skrev om toliner på webbplatsen The Planetetary Society, skulle Sagan och hans team ta blandningar av kosmiskt relevanta gaser och bestråla dem med olika energikällor. Resultatet var "en brun, ibland klibbig rest", som Sagan beskrev dem i ett papper som han skrev 1979.
Hörst sa att Sagan och teamet "letade efter svar på frågor som sträcker sig från" varför är den stora röda fläcken röd "till" hur har livet på jorden härstammat "och i processen producerade material som det inte fanns något namn på."
De kom med namnet ”tholin” och teoretiserade att toliner kunde vara en beståndsdel av jordens primitiva hav och därför lika relevanta för livets ursprung.
I artikeln skrev Hörst, "Jag har studerat tholin i nästan ett decennium och enligt min erfarenhet är de mest använda synonymerna för tholin" gunk "," brown gunk "och" complex organisk gunk ". Tholin beskrivs också ofta som ett "tjärliknande" ämne. Ord som tjära, kerogen, bitumen, petroleum, asfalt etc. beskriver alla ämnen som på vissa sätt potentiellt liknar tholin. Dessa material är emellertid alla resultat från livet; de är 'biotiska.' ”
Att veta mer om vad som händer på Charons nordpol är verkligen spännande. Tholins kan vara samma material som ger Pluto dess rödbruna nyans i vissa regioner också.
Howett berättade för Space Magazine att huvudinstrumentet på New Horizons som verkligen kommer att fastna kompositionsinformationen är LEISA (Linear Etalon Imaging Spectral Array).
"Detta instrument observerar 250 våglängder mellan 1,25-2,5 mikron, vilket gör det idealiskt för att upptäcka den spektrala signaturen för fasta funktioner," sa hon via e-post. ”Vi vet inte exakt sammansättningen av tholin på Charon (många olika typer är möjliga) men med LEISA kan vi leta efter skillnader i spektra mellan Charons anomala röda region och de som omger det - för att ge oss några tips om förändring i ytkomposition och "rå ingredienser" för tholin. "
Till exempel, sade Howett, kanske de kommer att se mer vätecyanid (HCN) runt nordpolen, vilket skulle öppna upp många komplexa kemialternativ.
"Vi kommer att börja få ner dessa data under de närmaste veckorna, så förhoppningsvis kommer vi att ha några svar snart!" Hon sa.
Vidare läsning: New Horizons webbplats, The Planetarium Society
