Исследователи изучают красные равнины макулы Ктулху Плутона

Когда New Horizons (американская автоматическая межпланетная станция) приблизилась к Плутону в 2015 году, она подарила нам нечто удивительное: самый четкий вид на далекую и крошечную карликовую планету, который мы когда-либо видели.

На снимках высокого разрешения были видны удивительные места, в том числе широкая полоса красного цвета вокруг экватора Плутона: свободная от льда ландшафт на огромном ледяном теле.

Анализ показал, что красноватая равнина образована молекулами, известными как толины, которые представляют собой смесь различных органических сополимеров, образованных в атмосфере из простых органический соединений, таких как метан и этан, под действием ультрафиолетового излучения Солнца.

Группа исследователей под руководством аэрокосмического инженера Мари Файолль из Делфтского технологического университета в Нидерландах создала толины в лаборатории, чтобы сравнить отражение света от них с наблюдениями полученными с Плутона, и обнаружила, что спектральные подписи не совсем совпадают.

Толины не являются единственным возможным объяснением красных пятен Плутона, самым крупным из которых является  тёмная область на поверхности планеты, известной как макула Ктулху, но похоже что они всё же подходят лучше всего. New Horizons обнаружила в атмосфере карликовой планеты дымку, состоящую из метана, азота и углекислого газа.

При облучении ультрафиолетом эти соединения должны подрумяниться и выпасть на поверхность, окрасив ее в грязновато-красный цвет. Толины распространены во внешней части Солнечной системы, особенно на ледяных космических телах, так что это вполне логично.

Чтобы проверить это, Файолль и её команда решили создать толины в лаборатории. Они взяли азот, метан и углекислый газ и смешали их в пропорциях, аналогичных тем, которые наблюдаются в атмосфере Плутона: в одной пробе - 1 процент метана, а в другой - 5 процентов. Затем они облучили их плазмой, чтобы имитировать облучение в космосе.

В результате были получены синтезированные толины - образцы сферических частиц субмиллиметрового размера, на которые исследователи могли светить светом, чтобы сравнить отражения света, с отражённым светом от Плутона, как это было зафиксировано New Horizons.

1-процентный метан лучше соответствовал данным New Horizons, но даже он не полностью воспроизвел данные наблюдений, полученных со станции.

«На основе реконструированных спектров отражения и прямого сравнения с данными New Horizons показано, что некоторые из этих толинов достаточно хорошо воспроизводят фотометрический уровень (т.е. континуум отражения) в ближнем инфракрасном диапазоне», - пишут исследователи в своей статье.

Тем не менее, несоответствие красного видимого наклона все еще остается, и полосы поглощения толинов, присутствующие в смоделированных спектрах, отсутствуют в спектрах, собранных приборами New Horizons.

Другими словами, синтезированные толины поглощают немного больше света, чем макула Ктулху. Теперь исследователи не уверены в том, что красные пятна на планете образованы только толинами, возможно там присутствует что-то ещё, кроме толинов.

Одна из гипотез - облучение галактическими космическими лучами, которые воздействуют на толины Плутона, и могут изменить способ поглощения и отражения света. Возможно, это не совсем соответствует наблюдаемому спектру, но для того, чтобы исключить это, потребуются дальнейшие исследования.

Другая возможность заключается в том, что поверхность Плутона в этих регионах более пористая, чем ожидалось, возможно, из-за сублимации льда. Предполагается, что на этих равнинах не так много азотного льда, поскольку они находятся на экваторе, где карликовая планета теплее. Также New Horizons не обнаружили и большого скопления метанового льда, но возможно, что сезонные заморозки метана происходят в другое время года, полагают исследователи.

Третья возможность заключается в том, что из-за слабой гравитации Плутона выпадение толинов на поверхность планеты происходит мягко, создавая пушистую, пористую корку.

Будущие эксперименты с использованием синтезированных толинов могут помочь определить достоверность этих моделей, говорят исследователи. В свою очередь, это поможет нам лучше понять взаимодействие Плутона с его атмосферой.