Caronte è la luna più grande di Plutone, scoperta nel 1978 dall’astronomo James Christy. Tra la comunità scientifica, questo satellite naturale suscita curiosità per la presenza di una macchia rossastra fotografata nella sua calotta polare. Di recente, un gruppo di ricercatori del Southwest Research Institute (SwRI) ha combinato i dati della sonda New Horizon con i risultati ottenuti da esperimenti e simulazioni, per comprendere il processo che da origine a questa particolare colorazione. Alla base potrebbe esserci una reazione tra il vento solare e l’etano presente al polo.

Una prima interpretazione della macchia di Caronte

Una macchia indefinita sulla superficie di Caronte era già stata osservata da Hubble, ma non alla risoluzione necessaria per poterla delineare con precisione. La missione New Horizon è stata invece sviluppata dalla NASA proprio con lo scopo di raggiungere e studiare Plutone e la sua luna più grande. Durante il suo flyby nel 2015, scattò fotografie ad alta risoluzione di questi due corpi e raccolse dati indispensabili per lo studio della loro superficie e dei processi che originano la colorazione rossastra di Caronte.

Le prime ipotesi prendevano in considerazione l’interazione tra la luce ultravioletta del Sole e le molecole di metano scappate dall’atmosfera di Plutone. Il risultato sono dei composti organici chiamati toline, che finiscono per congelarsi sulla superficie di Caronte durante il lungo inverno.

Una spiegazione più precisa di questa colorazione rossastra

I ricercatori del SwRI hanno cercato di ottenere una descrizione più specifica della macchia che caratterizza la calotta polare di Caronte. A questo scopo hanno replicato sperimentalmente il processo d’interazione tra il metano e la luce solare presso CLASSE (Center for Laboratory Astrophysics and Space Science Experiments). Da questi esperimenti di fotolisi dinamica hanno misurato la composizione e gli idrocarburi prodotti nell’emisfero invernale della luna.

Hanno inoltre sviluppato una nuova simulazione per modellare la sottile atmosfera di metano di Caronte. Questo modello ha dimostrato significativi cambiamenti stagionali nell’atmosfera di questo satellite. Si tratta di una conseguenza dell’ampia orbita di Plutone attorno al Sole che lo porta a condizioni estremamente differenti durante il suo percorso.

La combinazione dei risultati sperimentali e il modello esosferico hanno evidenziato la prevalente presenza di etano nelle zone polari di Caronte. Questo materiale è incolore e meno volatile del metano. Ciò gli permette di restare congelato sulla superficie della luna anche oltre l’inizio della primavera.

Il ruolo del vento solare

I ricercatori pensano che a dar luce al colore rossastro della calotta di Caronte, entri in gioco il vento solare. Questo flusso di particelle cariche che si propaga per tutto il Sistema Solare, interagendo con l’abbondante etano sulla superficie e sintetizzando materiali più complessi, contribuirebbe alla colorazione rossa.

L’obbiettivo ora è quello di studiare le implicazioni reali del vento solare in questo fenomeno. Il team continuerà dunque ad approfondire questa particolarità di Caronte, supportata dalla NASA e dal suo programma di analisi dati (New Frontier Data Analysis Program).

L’articolo completo pubblicato su Geophysical Research Letters è disponibile qui.

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