Webb detekoval oxid uhličitý a peroxid vodíku na povrchu Charona

Pomocí dat ze spektrografu Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) na palubě vesmírného teleskopu Jamese Webba (JWST) astronomové detekovali oxid uhličitý (CO2) a peroxid vodíku (H2O2) na zmrzlém povrchu Charona, měsíce Pluta. Jejich zjištění poskytují nové poznatky o chemických procesech a složení povrchu Charona, což by nám mohlo pomoci pochopit původ a vývoj ledových těles ve vnějších oblastech Sluneční soustavy. Spektrální podpisy oxidu uhličitého a peroxidu vodíku na Charonu pomocí pozorování Webbovým dalekohledem (bílá), která prodlužují pokrytí vlnovou délkou předchozích měření průletu New Horizons (růžová) – viz obrázek.

Za Neptunem obíhá kolem Slunce fascinující sbírka malých těles nazývaných transneptunské objekty (TNO – Trans-Neptunian Object). Tyto objekty slouží jako časové kapsle a nabízejí planetárním vědcům pohled do rané Sluneční soustavy.

„Charon je jedinečný jako jediný středně velký TNO – tj. s průměrem mezi 500 a 1700 km – pro který je dostupné geologické mapování, a to díky měřením z mise New Horizons,“ řekla Silvia Protopapa ze Southwest Research Institute a její kolegové. „Na rozdíl od větších TNO (např. Pluto, Eris a Makemake) není povrch Charona zastíněn hypertěkavými ledy, jako je metan, s možnou výjimkou směrem k pólům.“

Výsledkem je, že Charon slouží jako vynikající kandidát pro získávání cenných poznatků o procesech, jako je diferenciace, radiační expozice a tvorba kráterů v Kuiperově pásu. Charon byl rozsáhle studován od svého objevu v roce 1978, ale předchozí spektrální data byla omezena na vlnové délky pod 2,5 µm, což zanechalo mezery v našem chápání jeho povrchového složení.

Přítomnost vodního ledu, druhů obsahujících amoniak a organických sloučenin byla zaznamenána již dříve, ale použitý spektrální rozsah nebyl dostatečný pro detekci jiných sloučenin. Protopapa a spoluautoři použili Webbův Near-Infrared Spectrograph k pozorování Charona na vlnových délkách od 1,0 do 5,2 µm. Provedli čtyři pozorování v různých „zeměpisných“ délkách a spolu s laboratorními experimenty a spektrálním modelováním potvrdili přítomnost krystalického vodního ledu a čpavku, a také identifikovali oxid uhličitý a peroxid vodíku.

„Pokročilé pozorovací schopnosti Webbova teleskopu umožnily našemu týmu prozkoumat světlo rozptýlené z Charonova povrchu na delších vlnových délkách, než bylo dříve možné, a rozšířily naše chápání složitosti tohoto fascinujícího objektu,“ řekl Ian Wong, vědecký pracovník Space Telescope Science Institute.

Přítomnost peroxidu vodíku naznačuje aktivní ovlivňování vodního ledu ozařováním a světlem na Charonově povrchu, zatímco oxid uhličitý pravděpodobně pochází z podpovrchových rezervoárů oxidu uhličitého přítomných od vzniku měsíce a vystavených na povrch nárazovými událostmi.

Detekce oxidu uhličitého a peroxidu vodíku na Charonu představuje krok vpřed v planetární vědě a nabízí pohled na chemii povrchu tohoto měsíce. Tento výzkum může položit základy pro budoucí studie ke zkoumání dynamiky těles vnější Sluneční soustavy, složení jejich povrchu a účinků slunečního záření.

„Naše preferovaná interpretace je, že horní vrstva oxidu uhličitého pochází z nitra a byla vystavena povrchu v důsledku kráterování,“ řekla Protopapa. „Je známo, že oxid uhličitý je přítomen v oblastech protoplanetárního disku, ze kterého se vytvořil systém Pluta. Nové poznatky byly umožněny synergií mezi Webbovými pozorováními, spektrálním modelováním a laboratorními experimenty a jsou možná aplikovatelné na další podobné středně velké objekty za drahou Neptunu.“

Výsledky byly publikovány v časopise Nature Communications.

Zdroj: https://www.sci.news/astronomy/webb-carbon-dioxide-hydrogen-peroxide-charons-surface-13305.html

autor: František Martinek