James Webb: Ανίχνευσε υπεροξείδιο του υδρογόνου και διοξείδιο του άνθρακα στον δορυφόρο του Πλούτωνα

Τα όργανα του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb (JWST) είναι ικανά να προσεγγίσουν μερικά από τα πιο απομακρυσμένα σημεία του Σύμπαντος στο χώρο και στο χρόνο. Ωστόσο, κάθε τόσο στρέφονται σε πιο κοντινά μέρη για να μας δώσουν μια νέα προοπτική για την αστρική μας γειτονιά. Το James Webb έστρεψε το βλέμμα του προς το μεγαλύτερο από τα φεγγάρια του Πλούτωνα, τον Χάροντα, και βρήκε στοιχεία για την ύπαρξη δύο νέων ενώσεων στην επιφάνεια του, διοξειδίου του άνθρακα (CO2) και υπεροξειδίου του υδρογόνου (H2O2).

Σύμφωνα με το SwRI (Southwest Research Institute), το ίδρυμα που ηγήθηκε του προγράμματος, η ανακάλυψη προσθέτει νέα υλικά στο «χημικό απόθεμα» του Χάροντα. Ένας κατάλογος που ήδη περιλάμβανε ενώσεις όπως νερό σε μορφή πάγου, ενώσεις με αμμωνία και οργανικά μόρια.

«Ο Χάροντας είναι το μόνο μεσαίου μεγέθους αντικείμενο της ζώνης Kuiper που έχει χαρτογραφηθεί γεωλογικά, χάρη στην αποστολή New Horizons, με επικεφαλής το SwRI», δήλωσε η Σύλβια Πρωτόπαπα, μέλος της ομάδας που είναι υπεύθυνη για την ανακάλυψη. «Ο Χάροντας δεν καλύπτεται από εξαιρετικά πτητικούς πάγους, όπως το μεθάνιο, και έτσι παρέχει πολύτιμες πληροφορίες για διαδικασίες όπως το πώς η έκθεση στο ηλιακό φως και ο σχηματισμός κρατήρων επηρεάζουν αυτά τα μακρινά σώματα».

Μεταξύ 2022 και 2023, το τηλεσκόπιο ήταν στραμμένο προς το σύστημα Πλούτωνα-Χάροντα, επιτυγχάνοντας πλήρη κάλυψη του βόρειου ημισφαιρίου του δορυφόρου. Η ανίχνευση έγινε με τη χρήση του φασματογράφου εγγύς - υπερύθρου του JWST (NIRSpec). Το όργανο ανέλυσε το κοντινό υπέρυθρο τμήμα του φωτός που αντανακλάται από τον Χάροντα. Διαφορετικά στοιχεία και μόρια αφήνουν ένα ιδιαίτερο αποτύπωμα στον τρόπο με τον οποίο αντανακλάται το φως στην επιφάνεια ενός αντικειμένου. Αναλύοντας αυτό το «αποτύπωμα», είναι δυνατόν να προσδιοριστεί ποιες ενώσεις αντανακλούν αυτό το φως. Όσο ευρύτερο είναι το φάσμα του φωτός που αναλύουμε, τόσο περισσότερα δεδομένα θα έχουμε για τις ενώσεις αυτές.

Η ανάλυση και η σύγκριση της με εργαστηριακές μετρήσεις, εξηγεί η ομάδα, χρησίμευσε επίσης για να καταλήξει στο συμπέρασμα ότι το διοξείδιο του άνθρακα που υπάρχει στην επιφάνεια του Χάροντα θα αποτελούσε ένα είδος επίστρωσης που θα κάλυπτε ένα βαθύτερο στρώμα με άφθονο πάγο νερού. Όσον αφορά την προέλευση αυτού του διοξειδίου του άνθρακα, η ομάδα πιστεύει ότι θα μπορούσε να βρίσκεται στο εσωτερικό του δορυφόρου και ότι θα είχε φτάσει στην επιφάνεια μέσω των κατακρημνιστικών διαδικασιών του Χάροντα. «Είναι γνωστό ότι το διοξείδιο του άνθρακα υπήρχε στην περιοχή του πρωτοπλανητικού δίσκου όπου σχηματίστηκε το σύστημα του Πλούτωνα», εξήγησε η Πρωτόπαπα.

Το υπεροξείδιο του υδρογόνου, από την άλλη πλευρά, «δείχνει ξεκάθαρα» ότι το παγωμένο νερό στην επιφάνεια του δορυφόρου επηρεάζεται από την υπεριώδη ακτινοβολία που φτάνει σε αυτόν, καθώς και από φορτισμένα σωματίδια που φτάνουν από τον Ήλιο και τον διαστρικό χώρο. Τα ιόντα και άλλα σωματίδια που προσκρούουν στα μόρια του νερού είναι ικανά να τα διασπάσουν, οπότε τα άτομά τους ανασυντίθενται, σχηματίζοντας ενδεχομένως μόρια υπεροξειδίου του υδρογόνου.

Το σύστημα που σχηματίζεται από τον Πλούτωνα και τον Χάροντα είναι μοναδικό. Μαζί αποτελούν ένα δυαδικό σύστημα που, λόγω της μικρής διαφοράς μάζας μεταξύ των δύο αντικειμένων και της απόστασής τους, περιστρέφεται γύρω από ένα κέντρο βάρους που βρίσκεται έξω από τον κύριο πλανήτη, τον Πλούτωνα. Με άλλα λόγια, τόσο ο Πλούτωνας όσο και ο Χάροντας περιστρέφονται γύρω από ένα νοητό σημείο που βρίσκεται κοντά στον πλανήτη-νάνο.

Η γνώση της σύνθεσης του Χάροντα μπορεί να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε τα μυστήρια αυτού του μοναδικού συστήματος. Για παράδειγμα, αποκαλύπτοντας πώς σχηματίστηκε αυτός ο δορυφόρος. Σύμφωνα με τον αστροφυσικό Brad Tucker (ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη), η κύρια υπόθεση μας για τη γέννηση του Χάροντα είναι ότι ήταν το αποτέλεσμα μιας σύγκρουσης μεταξύ του Πλούτωνα και ενός αστεροειδούς στη ζώνη Kuiper. Μια γέννηση παρόμοια με αυτή της Σελήνης μας.

Ωστόσο, αυτή δεν είναι η μόνη πιθανότητα. Για παράδειγμα, και τα δύο αντικείμενα θα μπορούσαν να είναι το αποτέλεσμα της σύγκρουσης δύο άλλων αστεροειδών που θα διαλύονταν και θα ανασυντίθεντο σε αυτό το δυαδικό σύστημα. Έρευνες όπως αυτή θα μπορούσαν να μας βοηθήσουν να λύσουμε αυτό το αίνιγμα.

[via]