Наблюдения космического телескопа James Webb дают ученым более полное представление о составе и эволюции луны Плутона — Харона, самой большой луны, вращающейся вокруг карликовых планет Солнечной системы.
Недавно исследователи сообщили, что Webb впервые обнаружил на поверхности Харона, сферического тела диаметром около 1200 км, углекислый газ и перекись водорода, которые находятся в замороженном состоянии в виде твердого материала наряду с обнаруженным ранее на поверхности Харона водяным льдом, аммиачными соединениями и органическими материалами.
Харон, который был открыт в 1978 году, является самой большой луной в Солнечной системе, если сравнивать его размеры с планетой, вокруг которой он вращается. Его диаметр примерно в два раза меньше, а масса — в восемь раз больше массы Плутона, карликовой планеты, которая находится в холодном регионе внешней части Солнечной системы, называемом поясом Койпера, за самой далекой планетой Нептун.
Расстояние между Хароном и Плутоном составляет около 19 640 км. Для сравнения, расстояние от Земли до нашей Луны составляет 384 400 км.
Большая часть поверхности Харона имеет серый цвет, а вокруг его полюсов расположены красновато-коричневые области, состоящие из органических материалов.
Наблюдения телескопа Webb основываются на данных, полученных космическим аппаратом NASA New Horizons, пролетевшим мимо Харона во время визита в систему Плутона в 2015 году. В новом исследовании использовались возможности Webb, который был запущен в 2021 году и начал сбор данных в следующем году, по наблюдению в большем диапазоне длин волн, чем было доступно ранее.
По словам исследователей, присутствие перекиси водорода говорит о процессах облучения, которым подвергался Харон с течением времени, а углекислый газ, вероятно, является первоначальным компонентом, образовавшимся около 4,5 миллиарда лет назад.
Перекись водорода, по словам исследователей, образовалась в результате химического изменения водяного льда на поверхности Харона под постоянным воздействием ультрафиолетового излучения Солнца, а также энергичных частиц солнечного ветра и галактических космических лучей, распространяющихся по Вселенной.
По словам исследователей, углекислый газ, обнаруженный телескопом James Webb на Хароне, вероятно, был погребен под поверхностью и обнажился в результате столкновения. По их словам, углекислый газ, скорее всего, был частью первозданного материала, из которого первоначально сформировались Харон и Плутон.
Ученые были удивлены тем, что углекислый газ не был замечен ранее.
«Обнаружение углекислого газа стало приятным подтверждением наших ожиданий», — сказала Сильвия Протопапа, помощник директора департамента космических исследований Юго-Западного исследовательского института в Боулдере, соисследователь миссии New Horizons и ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Nature Communications. «Обнаружение перекиси водорода на Хароне было неожиданным. Честно говоря, я не ожидала, что найду доказательства его наличия на поверхности», — добавила Протопапа.
Новые наблюдения за Хароном помогают рассказать более широкую историю о небесных телах, населяющих нашу Солнечную систему. «Каждое малое тело во внешней части Солнечной системы — это уникальный кусочек большой головоломки, которую ученые пытаются собрать воедино», — сказала Протопапа.
Исследователи использовали инструмент телескопа Webb под названием «Спектрограф ближнего инфракрасного диапазона», чтобы провести четыре наблюдения в 2022 и 2023 годах, получив полный охват северного полушария Харона.
