Астрономи пояснили появу Мордора на Хароні

Темна пляма на північному полюсі Харона, відома також як Мордор, з'явилася через наднизькі температури, що періодично виникають на поверхні супутника. Про це розповідає стаття, опублікована в журналі.

У 2015 році, коли космічна станція New Horizons наблизилася до Плутона і його супутників, вченим вдалося отримати детальні фотографії Харона. На одному з зображень було видно, що частина північного полюса покрита шаром темного червонуватого пилу. Цю область дослідники неофіційно назвали Мордором, на честь «чорної країни» з роману «Володар перснів» британського автора Дж.Р.Р. Толкіна. Астрономи припускали, що пляма з'явилася в результаті впливу атмосфери Плутона, проте точного пояснення механізму виникнення відкладень вони запропонувати не могли.

Автори нової роботи на основі спостережень побудували модель зміни температур поверхні Харона протягом року, тобто одного обігу навколо Сонця. Виявилося, що різкий контраст між зимовою і літньою погодою в північному полярному регіоні дозволяє утворюватися толінам. Ці органічні речовини синтезуються під дією ультрафіолету з простих органічних сполук, таких як етан або метан, і мають червонувато-коричневий або коричневато-помаранчевий колір. Їх лінії поглинання часто знаходять у спектрах крижаних тіл зовнішньої Сонячної системи.

На думку дослідників, Харон за допомогою своєї гравітації «витягує» з атмосфери Плутона молекули метану і азоту. Під час полярної зими, коли північний полюс супутника захований від Сонця і його температура опускається нижче 25 Кельвінів (мінус 248 градусів Цельсія), метан і азот потрапляють у пастку, перетворюючись на «сніг». Протягом цього періоду, який може тривати більше ста років, він накопичується в Мордорі. У той же час, під дією галактичних космічних променів, ультрафіолету і сонячного вітру з молекул утворюються більш важкі сполуки, які надалі вже не залишають поверхню супутника. Потім, коли настає «літо», температура північного полюса знову зростає, в результаті чого метан і азот випаровуються. У підсумку в області Мордора залишаються тільки важкі сполуки, які під дією ультрафіолетового випромінювання перетворюються на толіни. Саме вони й утворюють нові шари червонуватого «снігу».

Процес накопичення цього снігу йде вкрай повільно, зі швидкістю в 0,16 міліметра в мільйон земних років, що означає, що поточна темна шапка Харона формувалася виключно довго. Навіть для того, щоб у Мордорі міг накопичитися шар товинів, товщиною 30 сантиметрів, знадобилися б мільярди років. Дослідники припускають, що цей процес триває і сьогодні.

Подібна червона пляма була також виявлена і на іншому супутнику Плутона, Нікте, і дослідники не виключають, що тут може грати роль той же механізм. Однак вони відзначають, що його поверхні досягає значно менша кількість молекул метану, тому процес буде займати в 20 тисяч разів більше часу, що робить гіпотезу сумнівною.

Раніше фахівці NASA прийшли до висновку, що під поверхнею Харона може ховатися океан. На зображеннях Харона, отриманих у липні 2015 року станцією New Horizons, видно систему тектонічних розломів, виражену у вигляді кряжів, поступок і долин, глибина яких сягає 6,5 кілометрів. За припущеннями вчених, це свідчить про те, що супутник Плутона колись в минулому збільшився в обсязі в результаті замерзання підповерхнісного океану.