Jégvulkánok a Pluto holdján

A Gemini Obszervatórium nyolcméteres távcsövével felvett nagyfelbontású színképek azt bizonyítják, hogy a Pluto legnagyobb holdjának, a Charonnak a felszínén jégkristályokból álló foltok találhatók, írja a Hírek.Csillagászat.hu. A méréseket Jason C. Cook (Arizona State University) és munkatársai végezték a Hawaii-szigeteken található északi Gemini teleszkóppal és egy infravörös spektrográffal.

Jeges vulkanizmus

A színképek arra utalnak, hogy ammóniával keveredő folyékony víz préselődik ki a Charon felszíne alól, ahol azonnal kifagy és létrehozza a friss jégkristályokat. A folyamat néhány óra, esetleg nap alatt játszódhat le, a kibocsátott jégmennyiség körülbelül százezer év alatt képezne egy milliméter vastag réteget az egész égitest felszínén. A felfedezésből az is következik, hogy akár más Kuiper-objektumoknál is létezhet az összefoglaló néven kriovulkanizmusként, azaz jeges vulkanizmusként ismert jelenség.

Jason Cook, a kutatás vezetője szerint számos magyarázat létezik arra, hogy hogyan lehet kristályos vízjég a Charonon. A csoport szerint méréseiket a kriovulkanizmussal felszínre kerülő friss jéggel lehet legjobban magyarázni, az erre való következtetés előtt azonban egyéb lehetséges mechanizmusokat is megvizsgáltak. A jég kristályos állapota kizárja a Naprendszer keletkezésének korából származó ősi jeget, mivel a jég amorffá válik néhány tízezer év alatt – a napsugárzás és kozmikus részecskék megsemmisítik a kristályos szerkezetet.

Hasonlóan kizárható a csillagászati értelemben friss becsapódások hatása, mivel a víz és az ammónia-hidrát megfigyelt keveréke nem egyeztethető össze a meteoritikus ütközéses eredettel. A jelenleg egyetlennek tűnő lehetőség az ultrahideg környezetben is működőképes jeges vulkanizmus.

A jelenség megértéséhez fontos megismerni a Pluto-Charon rendszer felépítését. Mindkét égitesten nagy mennyiségben van víz a szilárd belsőre rárakódó jeges kéregben. Az ammóniával keveredő víz folyékony állapotban maradhat a kéreg alján, és elképzelhető, hogy a szilárd mag tetején folyékony óceán található mindkét égitest belsejében. A kéreg repedései természetes csatornaként juttathatják a felszínre a folyékony keveréket. A kriovulkanizmus a Naprendszer belsőbb térségeiben igen gyakori folyamat.

Ismert jelenség

Mind a Szaturnusz körül keringő Enceladus, mind a Jupitert kísérő Europa ismert a felszínükről kipöfékelő vizes-jeges vulkánokról. Hasonlóan, az Uránusz holdjáról, az Arielről készült Voyager-2 fotók is mutatnak kriovulkanizmusra utaló jeleket. Fontos különbség azonban, hogy míg az Enceladus és az Europa aktivitását meg lehet magyarázni az óriásbolygók árapály-hatásaival, addig a Charon esetében ez nem működik, mivel a Pluto és a Charon egymáshoz képest rögzített keringést végez a közös tömegközéppont körül.

A kutatócsoport szerint a Charon belsejében még mindig a radioaktív bomláshő lehet az aktivitás forrása. Miközben a felszín alatti folyékony réteg teteje eléri a fagyáspontot, a felette levő parányi réseket kitágítja a fagyás térfogat-növekedése. Ezzel időszakosan megnyílhat az út kifelé a folyadék számára. A felszínt elérve a kibuggyanó anyag azonnal megfagy, és az infravörös tartományban jellegzetes elnyelést okozó foltot hoz létre.

A Charonról korábban végzett mérések mind utaltak már a jégkristályok jelenlétére, de Cook és csapata volt az első, akik feltérképezték a Charon Plutóval szemközti és ellentétes két félgömbjét, emellett pedig meghatározták a jég hőmérsékletét. A kutatók mérései alapján a Charon felszíni jégfoltjai 40-50 Kelvin, azaz -233 és -223 Celsius-fok közötti hőmérsékletűek.