La luna de Plutón tiene un misterioso polo norte rojo, y finalmente podemos saber por qué

El compañero de vida de Plutón, Caronte, tiene una ‘gorra’ roja que desarma. Desde que se rompió New Horizons la lunaEl polo norte teñido de óxido en su sobrevuelo de 2015, los científicos han reflexionado sobre los procesos planetarios responsables de dejar un hito tan audaz.

Los científicos inicialmente sospecharon que la mancha de color hierro (apodada Mordor Macula) era metano capturado de la superficie de Plutón, su color rojo el resultado de una cocción lenta en la luz ultravioleta del Sol. Era una buena idea que simplemente rogaba ser probada.

Ahora, una combinación de modelos y experimentos de laboratorio ha encontrado que estas primeras suposiciones no estaban demasiado lejos de la realidad, con un ligero giro. La investigación agrega nuevos detalles sorprendentes a nuestra comprensión del compromiso íntimo de Plutón y Caronte, lo que sugiere que hay más en el color de la luna de lo que parece a simple vista.

Lanzada en 2006, la sonda espacial interplanetaria de la NASA New Horizons proporcionó a los investigadores una vista sin precedentes del sistema planetario enano Plutón y Caronte a una distancia de más de 5 mil millones de kilómetros (3,1 mil millones de millas) del Sol.

“Antes de New Horizons, las mejores imágenes del Hubble de Plutón revelaban solo una mancha borrosa de luz reflejada”, dice Randy Gladstone, científico planetario del Southwest Research Institute (SwRI) en los EE. UU.

“Además de todas las características fascinantes descubiertas en la superficie de Plutón, el sobrevuelo reveló una característica inusual en Caronte: una sorprendente gorra roja centrada en su polo norte”.

El rojo podría no ser un color inusual para ver en mundos ricos en hierro como el nuestro, o Marte para el caso. Pero en los suburbios helados del Sistema Solar, es mucho más probable que el rojo indique la presencia de un grupo diverso de compuestos similares al alquitrán llamados tolinas.

Si ayuda, simplemente reemplace la palabra tholin con ‘mugre’. El desorden marrón rojizo de químicos es como el residuo que queda en el horno, si el horno usara luz ultravioleta para hornear bizcochos hechos de gases simples como dióxido de carbono o amoníaco.

En Plutón, el metano sería un punto de partida probable. Para convertirse en una tolina, estos diminutos hidrocarburos simplemente necesitarían absorber un color muy específico de luz ultravioleta filtrada por las nubes de hidrógeno en órbita, llamado Lyman-alfa.

El resplandor rosado de Plutón ha sido objeto de estudio durante décadas. New Horizons simplemente reveló el patrón preciso de tolinas en su superficie en gloriosa alta definición. Sin embargo, encontrar un tinte oxidado en la tapa de su compañero fue una sorpresa intrigante.

Se suponía que el metano arrojado por Plutón podría desplazarse hacia su luna en órbita. Pero el momento preciso necesario para que el gas se asiente y se congele en una mancha difusa tan distintiva fue siempre un punto conflictivo.

Parte del problema es la competencia entre la débil gravedad de Caronte y la fría luz del lejano Sol que calienta su superficie. Tan débil como fue, el amanecer de primavera podría ser suficiente para derretir la escarcha de metano, sacándola de la superficie nuevamente.

Para determinar qué sucedería realmente, los investigadores de SwRI modelaron el movimiento oscilante del sistema planetario en gran parte inclinado. Descubrieron que el secreto de la mancha podría ser la naturaleza explosiva de la llegada de la primavera.

El calentamiento relativamente repentino del polo norte tendría lugar durante varios años, un mero parpadeo en la órbita de 248 años de la luna alrededor del sol. Durante este breve período, una capa de escarcha de metano de solo decenas de micrones de espesor se evaporaría en un polo mientras comenzaba a congelarse en el otro.

Desafortunadamente, el modelo encontró que este movimiento rápido sería demasiado rápido para que gran parte del metano congelado absorbiera cantidades suficientes de Lyman-alfa para convertirse en tolina.

Pero el etano, el primo hidrocarburo un poco más largo del metano, sería otra historia.

“El etano es menos volátil que el metano y permanece congelado en la superficie de Caronte mucho después del amanecer de primavera”, dice el científico planetario Ujjwal Raut, autor principal de un segundo estudio que modeló los cambios en las densidades de evaporación y congelación del metano.

“La exposición al viento solar puede convertir el etano en depósitos superficiales rojizos persistentes que contribuyen al casquete rojo de Caronte”.

Junto con los resultados de los experimentos de laboratorio, el estudio de Raut y su equipo demostró una forma factible de convertir el metano en etano en los polos.

Hubo solo un problema. La radiación Lyman-alfa no convertirá el etano en un lodo rojizo.

Eso no descarta el hidrocarburo. Las partículas cargadas que fluyen desde el Sol durante un período más largo aún podrían generar cadenas de hidrocarburos cada vez más largas que le darían a Caronte su característica gorra roja.

“Creemos que la radiación ionizante del viento solar descompone la escarcha polar cocida por Lyman-alfa para sintetizar materiales cada vez más complejos y más rojos responsables del albedo único en esta enigmática luna”, dice Raut.

Más pruebas y modelos de laboratorio podrían ayudar a solidificar la hipótesis de que la mancha roja de Caronte es mucho más compleja de lo que creíamos.

Esta investigación fue publicada en Ciencias y Cartas de investigación geofísica.

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