Астрономия

Харон, крупнейшую луну карликовой планеты Плутон, активно исследуют с наземных и космических телескопов. Благодаря миссии «Новые горизонты» у ученых есть данные о его геологии. В отличие от более крупных обитателей пояса Койпера, поверхность спутника, за исключением полюсов, не затянута сверхлетучими компонентами, а потому открыта для изучения. Американские исследователи обнаружили в составе Харона два новых соединения и выяснили их источник. Это поможет установить изначальный состав транснептуновых объектов.

Харон привлек внимание астрономов с самого открытия в 1978 году, однако до недавнего времени его наблюдения ограничивались длиной волны менее 2,5 микрометра, оставляя пробел в знаниях о его составе. Установлено присутствие на поверхности водяного льда, аммиаксодержащих компонентов, органических соединений. А вот регистрация таких веществ, как диоксид углерода (CO2) и пероксид водорода (H2O2), была невозможна. Между тем эта информация важна для понимания происхождения объектов из пояса Койпера, включая Плутон и другие карликовые планеты.

Для поиска новых веществ на Хароне как нельзя лучше подходит спектрограф в ближней инфракрасной области NIRSpec на борту телескопа «Джеймс Уэбб». Ученые из США и Франции во главе с группой из Юго-западного исследовательского института проанализировали спектры поглощения в диапазоне от 2,5 до 5,2 микрометра и выявили присутствие CO2 и H2O2. Статья об этом вышла в журнале Nature Communications.

«Расширенные наблюдательные возможности «Джеймс Уэбб» позволили нашей группе исследовать свет, рассеянный с поверхности Харона, на большей длине волны, чем это было доступно раньше. Это дополнило наши знания о составе этого удивительного космического тела», — заявил Йе Вонг из Института исследований космоса с помощью космического телескопа (США), соавтор публикации.

Чтобы понять источник углекислого газа на Хароне, исследователи сравнили данные наблюдений с лабораторными экспериментами и подробными спектральными моделями поверхности. В качестве референса использовали данные наблюдений за поверхностью спутника Юпитера Европы. Анализ показал, что чистый кристаллический CO2 покрывают богатую водным льдом поверхность.

«Согласно нашей интерпретации, верхний слой диоксида углерода происходит из недр, он обнажился в результате ударных событий. CO2 присутствовал в областях протопланетного диска, где сформировалась система Плутона», — пояснила ведущий автор работы Сильвия Протопапа.

Наличие пероксида водорода ясно указывает на то, что поверхность спутника преобразуют ультрафиолетовое излучения, энергетические частицы солнечного ветра и галактических космических лучей. Под действием ионов, электронов и фотонов молекулы водяного льда распадаются, высвобождая кислород и водород. Синтез H2O2 возможен даже из смеси диоксида углерода и водяного льда в условиях Харона. Это подтвердили лабораторные эксперименты.