Телескоп Джеймс Уэбб раскрывает химический состав Харона, спутника Плутона

Космический телескоп Джеймс Уэбб обнаружил на Хароне углекислый газ и перекись водорода, что добавило информации к тому, что планетологи знают о его необычном составе.

Харон является крупнейшим из пяти известных естественных спутников карликовой планеты Плутон. Его средний радиус составляет 606 км. Харон — это шестой по величине известный транснептуновый объект после Плутона, Эриды, Хаумеа, Макемаке и Гун-гуна. Он был обнаружен в 1978 году американским астрофизиком Джеймсом Кристи.

Имея половину диаметра и одну восьмую массы Плутона, Харон является очень большой луной по сравнению со своим родительским телом. Это важный объект для планетологов. Он единственный объект среднего размера в поясе Койпера, который был полностью нанесен на карту, что стало возможным благодаря краткому пролету зонда New Horizons мимо Плутона и Харона в 2015 году.

В отличие от большинства объектов пояса Койпера в этом диапазоне размеров, поверхность Харона не скрыта летучими льдами, такими как метан. Таким образом, это дает астрономам возможность изучить его химическую сигнатуру.

В 2022 и 2023 годах ученые из Southwest Research Institute (SwRI) провели четыре наблюдения Харона с использованием спектрографа ближнего инфракрасного диапазона Уэбба (NIRSpec). Различные виды позволили им тщательно просканировать северное полушарие Харона.

«Расширенные возможности наблюдений Уэбба позволили нашей команде исследовать свет, рассеянный поверхностью Харона на более длинных волнах, чем это было возможно ранее, что расширило наше понимание сложности этого захватывающего объекта», — сказал соавтор исследования Ян Вонг.

Анализ инфракрасных сигналов с Харона показывает наличие углекислого газа. Сравнивая данные с лабораторными измерениями и моделями, команда исследователей пришла к выводу, что углекислый газ существует на Хароне в основном в виде тонкого слоя поверх богатых водяным льдом подповерхностных образований.

Возможно, в прошлом он был погребен подо льдом, но удары, происходившие на протяжении многих тысячелетий, открыли его. Наличие его соответствует предсказаниям ученых — Плутон и Харон сформировались из части протопланетного диска, где углекислый газ должен был присутствовать.

Данные также показывают высокий уровень перекиси водорода, и снова это связано с присутствием водяного льда на Хароне. Ученые полагают, что солнечный ветер и космическое излучение ответственны за создание этого соединения, которое не было частью первоначального состава спутника Плутона.

Когда энергичные частицы бомбардируют открытый водяной лед, молекулы распадаются на перекись водорода. Эксперименты в SwRI показали, что это может происходить даже при смешивании углекислого газа и водяного льда, как на Хароне.

Исследователи были относительно уверены, что смогут обнаружить углекислый газ, но обнаружение перекиси водорода стало сюрпризом. Это хороший знак для будущего анализа удаленных объектов с помощью телескопа Джеймс Уэбб.