Когда New Horizons приблизился к Плутону в 2015 году, он дал нам нечто удивительное: самый четкий вид, который мы когда-либо видели, на далекую крошечную карликовую планету. На четких изображениях была открыта захватывающая местность, в том числе широкая полоса красного цвета, идущая вокруг экватора Плутона: не ледяной пейзаж на удивительно ледяном теле.
Анализ показал, что красноватая равнина образована молекулами, известными как толины, органическими соединениями, которые представляют собой смесь различных органических сополимеров, образованных в атмосфере из простых органический соединений, таких как метан или углекислый газ, под действием ультрафиолетового излучения Солнца, и которые затем падают на поверхность.
Теперь, новое исследование показывает, что у нас нет всей истории.
Группа исследователей под руководством аэрокосмического инженера Мари Файолле (Marie Fayolle) из Делфтского технологического университета в Нидерландах создала в лаборатории толины, чтобы сравнить их отражение света с данными наблюдений Плутона, и обнаружила, что спектральные характеристики не совсем совпадают.
Толины - не единственное доступное объяснение красных пятен Плутона, из которых Макула Ктулху является самым большим, но оно, похоже, подошло лучше всего. New Horizons обнаружил дымку в атмосфере карликовой планеты, включающую метан, азот и углекислый газ.
При облучении эти соединения должны покраснеть и упасть на поверхность, окрашивая ее в мутно-красный цвет. Толины распространены во внешних областях Солнечной системы, особенно на ледяных телах, так что это имеет смысл, верно?
Чтобы проверить это, Файолла и ее команда решили создать толины в лаборатории. Они взяли азот, метан и углекислый газ и смешали их в пропорциях, аналогичных тем, которые наблюдаются в атмосфере Плутона: один - 1% метана, а другой - 5%. Затем они подвергли их воздействию плазмы, чтобы имитировать облучение в космосе.
В результате были получены синтезированные толины, образцы сферических частиц субмиллиметрового размера, на которые исследователи могли направить свет, чтобы сравнить их отражение со светом, отражающимся от Плутона, как это было обнаружено New Horizons.
1% метана лучше соответствовал данным New Horizons, но даже он не полностью воспроизводил данные наблюдений.
«Из реконструированных спектров отражения и прямого сравнения с данными New Horizons показано, что некоторые из этих толинов достаточно хорошо воспроизводят фотометрический уровень (то есть непрерывный спектр отражения) в ближней инфракрасной области», - написали исследователи в своей статье.
«Тем не менее, несоответствие красного видимого все еще сохраняется, и полосы поглощения толинов, присутствующие в смоделированных спектрах, отсутствуют в спектрах, собранных инструментами New Horizons».
Другими словами, синтезированные толины поглощали немного больше света, чем Макула Ктулху. Это не означает, что толины не ответственны за красное пятно, расползающееся по поверхности Плутона, но это означает, что здесь может быть что-то еще.
Одна из гипотез - облучение галактическими космическими лучами, которые могут затемнить толины и изменить их способ поглощения и отражения света. Это может не полностью дать наблюдаемый спектр, но потребуется дальнейшее расследование, чтобы это исключить.
Другая возможность заключается в том, что поверхность Плутона в этих регионах более пористая, чем ожидалось, возможно, из-за сублимации льда. На этих равнинах не ожидается много азотного льда, потому что они находятся на экваторе, где карликовая планета более теплая. Исследователи заявили, что New Horizons также не обнаружил большого количества метанового льда, но возможно, что сезонные метановые заморозки происходят в другое время года, чем посещение New Horizons.
Третья возможность заключается в том, что из-за слабой гравитации Плутона отложение толинов происходит мягко, образуя пушистую пористую корку.
Исследователи заявили, что будущие эксперименты с использованием синтезированных толинов могут помочь определить достоверность этих моделей. В свою очередь, это может помочь нам лучше понять взаимодействие Плутона с его атмосферой.
Статья была опубликована в журнале Icarus.
Источник: Science Alert / New Scientist
