Birleşik uzay aracı verilerini yeni laboratuvar deneyleri, modelleriyle araştırın. Plütonen büyük uydusu.
Güneybatı Araştırma Enstitüsü bilim adamları, NASA’nın Yeni Ufuklar misyonundan elde edilen verileri, Plüton’un ayı Charon’daki kırmızı kapağın olası bileşimini ve nasıl oluşmuş olabileceğini ortaya çıkarmak için yeni laboratuvar deneyleri ve dışsal modelleme ile birleştirdi. Yeni deneysel veriler kullanılarak Charon’un dinamik metan atmosferinin bu ilk açıklaması, iki yakın tarihli makalede anlatıldığı gibi, bu ayın kırmızı lekesinin kökenlerine büyüleyici bir bakış sağlıyor.
Yeni Ufuklar bilim ekibinin bir üyesi olan SwRI’den Randy Gladstone, “Yeni Ufuklar’dan önce, Plüton’un en iyi Hubble görüntüleri yalnızca bulanık bir yansıyan ışık lekesini ortaya çıkardı” dedi. “Plüton’un yüzeyinde keşfedilen tüm büyüleyici özelliklere ek olarak, uçuş, kuzey kutbunda ortalanmış şaşırtıcı bir kırmızı başlık olan Charon’da alışılmadık bir özellik ortaya çıkardı.”
2015 karşılaşmasından kısa bir süre sonra, Yeni Ufuklar bilim adamları, Charon’un kutbundaki kırmızımsı “tholin benzeri” bir malzemenin, metan moleküllerini parçalayan ultraviyole ışık tarafından sentezlenebileceğini öne sürdüler. Bunlar, Plüton’dan kaçtıktan sonra yakalanır ve uzun kış gecelerinde ayın kutup bölgelerinde donar. Tholinler, ışıkla desteklenen kimyasal reaksiyonlar tarafından oluşturulan yapışkan organik kalıntılardır, bu durumda gezegenler arası hidrojen atomları tarafından saçılan Lyman-alfa ultraviyole ışıması.
SwRI’den Dr. Ujjwal Raut, “Charon’s Refrakter Fabrikası” Science Advances dergisinde yayınlandı. “Bu, şimdiye kadar bir gezegen gövdesinde gözlemlenen yüzey-atmosferik etkileşimlerin en açıklayıcı ve keskin örneklerinden biridir.”
Ekip, Lyman-alfa parıltısının altında metan donarken Charon’un kış yarıküresinde üretilen hidrokarbonların bileşimini ve rengini ölçmek için SwRI’nin yeni Laboratuvar Astrofizik ve Uzay Bilimi Deneyleri Merkezi’nde (CLASSE) Charon yüzey koşullarını gerçekçi bir şekilde kopyaladı. Ekip, Charon’un kuzey kutup noktasında metanın parçalanarak kalıntıya dönüştüğünü göstermek için ölçümleri yeni bir Charon atmosferik modeline aktardı.
Raut, “Ekibimizin yeni ‘dinamik fotoliz’ deneyleri, gezegenler arası Lyman-alfa’nın Charon’un kırmızı malzemesinin sentezine katkısı konusunda yeni sınırlar sağladı” dedi. “Deneyimiz, Charon’un kutuplarındaki koşulları yüksek doğrulukla çoğaltmak için Lyman-alfa fotonlarına maruz kalan ultra yüksek vakum odasında metanı yoğunlaştırdı.”
SwRI bilim adamları ayrıca Charon’un ince metan atmosferini modellemek için yeni bir bilgisayar simülasyonu geliştirdiler.
“Model, Plüton’un Güneş çevresindeki uzun yolculuğu sırasında koşullarda meydana gelen aşırı değişimler nedeniyle Charon’un atmosferinde ‘patlayıcı’ mevsimsel titreşimlere işaret ediyor” dedi. Jeofizik Araştırma Mektuplarında Kırmızı Nokta”.
Ekip, ultraviyole ışığın etkisi altında metan ayrışmasından ortaya çıkan karmaşık hidrokarbonların dağılımını tahmin etmek için SwRI’nin ultra gerçekçi deneylerinden elde edilen sonuçları atmosferik modele girdi. Model, kırmızımsı bir renge katkıda bulunmayan renksiz bir malzeme olan etan üreten polar bölgelere sahiptir.
Raut, “Güneş rüzgarından gelen iyonlaştırıcı radyasyonun, bu esrarengiz aydaki benzersiz albedodan sorumlu giderek daha karmaşık, daha kırmızı malzemeleri sentezlemek için Lyman-alfa tarafından pişirilmiş kutup buzunu ayrıştırdığını düşünüyoruz.” Dedi. “Etan, metandan daha az uçucudur ve baharın doğuşundan çok sonra Charon’un yüzeyinde donmuş halde kalır. Güneş rüzgarına maruz kalmak, etan’ı Charon’un kırmızı başlığına katkıda bulunan kalıcı kırmızımsı yüzey birikintilerine dönüştürebilir.
SwRI’den Dr. Josh Kammer, “Ekip, kırmızı kutbun oluşumunda güneş rüzgarının rolünü araştırmaya hazırlanıyor” dedi. NASAYeni Sınır Veri Analizi Programı.
Kaynak: “Extreme Exospheric Dynamics at Charon: Impplications for the Red Spot”, Ben Teolis, Ujjwal Raut, Joshua A. Kammer, Caleb J. Gimar, Carly JA Howett, G. Randall Gladstone ve Kurt D. Retherford, 15 Nisan 2022, Jeofizik Araştırma Mektupları.
DOI: 10.1029/2021GL097580