يحتوي قمر بلوتو على قطب شمالي أحمر غامض ، ونعرف السبب أخيرا
|
| بلوتو |
شريك حياة بلوتو ، شارون ، لديه غطاء أحمر. منذ أن قطعت New Horizons القطب الشمالي للقمر الملوّن بالصدأ في تحليقها عام 2015 ، فكر العلماء في العمليات الكوكبية المسؤولة عن ترك مثل هذا المعلم الجريء.
اشتبه العلماء في البداية في أن المسحة ذات اللون الحديدي (الملقب بـ Mordor Macula) كانت عبارة عن غاز الميثان الذي تم التقاطه من سطح بلوتو ، وكان لونه الأحمر ناتجا عن الخبز البطيء في ضوء الشمس فوق البنفسجي. لقد كانت فكرة رائعة فقط أتوسل ليتم اختبارها.
الآن ، وجد مزيج من التجارب المختبرية والنمذجة أن هذه الافتراضات المبكرة لم تكن بعيدة جدًا عن الهدف ، مع تطور بسيط. يضيف البحث تفاصيل جديدة مفاجئة إلى فهمنا لمشاركة بلوتو وشارون الحميمة ، مما يشير إلى أن تلوين القمر أكثر مما تراه العين في البداية.
تم إطلاق مسبار الفضاء بين الكواكب التابع لوكالة ناسا في عام 2006 ، وقد زود مسبار نيو هورايزونز التابع لوكالة ناسا الباحثين برؤية غير مسبوقة لنظام الكواكب القزم بلوتو وشارون على مسافة تزيد عن 5 مليارات كيلومتر (3.1 مليار ميل) من الشمس.
يقول راندي جلادستون ، عالم الكواكب من معهد ساوث ويست للأبحاث (SwRI) في الولايات المتحدة : قبل نيو هورايزونز ، كشفت أفضل صور هابل لبلوتو عن كتلة ضبابية من الضوء المنعكس.
بالإضافة إلى كل الميزات الرائعة التي تم اكتشافها على سطح بلوتو ، كشفت التحليق بالقرب من سطح بلوتو ميزة غير عادية لشارون ؛ غطاء أحمر مدهش متمركز في القطب الشمالي.
قد لا يكون اللون الأحمر لونا غير عادي يمكن رؤيته في عوالم غنية بالحديد مثل عوالمنا أو كوكب المريخ في هذا الصدد. ولكن على طول الطريق في الضواحي المجمدة للنظام الشمسي ، من المرجح أن يشير اللون الأحمر إلى وجود مجموعة متنوعة من المركبات الشبيهة بالقطران تسمى الثولين .
إذا كان ذلك مفيدا ، فاستبدل كلمة tholin بكلمة "gunk". تشبه فوضى المواد الكيميائية ذات اللون البني والأحمر البقايا المتبقية في الفرن ، إذا استخدم الفرن ضوء الأشعة فوق البنفسجية لخبز الكعك المصنوع من غازات بسيطة مثل ثاني أكسيد الكربون أو الأمونيا.
على بلوتو ، سيكون الميثان نقطة انطلاق محتملة. لكي تنمو لتصبح ثولين ، ستحتاج هذه الهيدروكربونات الصغيرة ببساطة إلى امتصاص لون محدد جدًا من ضوء الأشعة فوق البنفسجية الذي يتم ترشيحه بواسطة سحب الهيدروجين التي تدور في مدارها ، والتي تسمى ليمان ألفا.
كان توهج بلوتو الوردي موضوعًا للدراسة لعقود. كشفت New Horizons ببساطة النقش الدقيق للثولين على سطحها بدقة عالية مجيدة. ومع ذلك ، كان العثور على صبغة صدئة ملقاة على غطاء رفيقها مفاجأة مثيرة للاهتمام.
كان من المفترض أن ينجرف الميثان المنبعث من بلوتو إلى القمر الذي يدور حوله. لكن التوقيت الدقيق اللازم لاستقرار الغاز وتجمده في مثل هذه اللطاخة المنتشرة المميزة كان دائمًا نقطة شائكة.
جزء من المشكلة هو التنافس بين جاذبية شارون الضعيفة والضوء البارد للشمس البعيدة الذي أدى إلى تدفئة سطحه. على الرغم من خفته ، فقد يكون فجر الربيع كافيا لإذابة صقيع الميثان وإخراجها من السطح مرة أخرى.
لتحديد ما سيحدث حقًا ، صاغ باحثو SwRI نموذجًا لحركة الرؤية لنظام الكواكب المائلة إلى حد كبير. ووجدوا أن سر اللطاخة قد يكون الطبيعة المتفجرة لوصول الربيع.
سيحدث الاحترار المفاجئ نسبيا للقطب الشمالي على مدار عدة سنوات - مجرد وميض في مدار 248 عاما من القمر حول الشمس. خلال هذه الفترة القصيرة ، سوف تتبخر طبقة من صقيع الميثان بسماكة عشرات الميكرونات في أحد القطبين حيث بدأت تتجمد في القطب الآخر.
لسوء الحظ ، وجدت النمذجة أن هذه الحركة السريعة ستكون سريعة جدا بالنسبة للكثير من الميثان المجمد لامتصاص كميات كافية من ليمان ألفا ليصبح ثولين.
لكن الإيثان - ابن عم الميثان الهيدروكربوني الأطول قليلا - سيكون قصة أخرى كاملة.
الإيثان أقل تطايرا من الميثان ويظل متجمدا على سطح شارون لفترة طويلة بعد شروق الشمس في الربيع ، كما يقول عالم الكواكب أوجوال راوت ، المؤلف الرئيسي لدراسة ثانية قامت بنمذجة التغيرات في كثافة تبخر الميثان وتجمده.
قد يؤدي التعرض للرياح الشمسية إلى تحويل الإيثان إلى رواسب سطحية محمرة دائمة تساهم في غطاء شارون الأحمر.
إلى جانب نتائج التجارب المعملية ، أظهرت دراسة رعوت وفريقه طريقة مجدية يمكن من خلالها تحويل الميثان إلى إيثان في القطبين.
كان هناك مشكلة واحدة فقط. لن يحول إشعاع ليمان ألفا الإيثان إلى حمأة ضاربة إلى الحمرة.
هذا لا يستبعد خروج الهيدروكربون. الجسيمات المشحونة المتدفقة من الشمس على مدى فترة أطول يمكن أن تولد بشكل متزايد سلاسل أطول من الهيدروكربونات التي من شأنها أن تعطي لشارون غطاء أحمر مميز.
يقول راوت : نعتقد أن الإشعاع المؤين من الرياح الشمسية يحلل الصقيع القطبي المطبوخ بألفا ليمان لتكوين مواد أكثر تعقيدًا وأكثر احمرارا مسؤولة عن البياض الفريد على هذا القمر الغامض .
يمكن أن يساعد إجراء المزيد من الاختبارات المعملية والنمذجة في ترسيخ الفرضية القائلة بأن صبغة أحمر الشفاه لشارون أكثر تعقيدا بكثير مما كنا ندركه في أي وقت مضى.