Berechnungen werden für die Theorie des Ursprungs des Mordor-Flecks am Nordpol von Charon veröffentlicht.


    Charon Foto: NASA

    Während des historischen Flugs an Pluto am 14. Juli 2015 machte die New Horizons-Sonde atemberaubend schöne Fotos von Pluto und seinen fünf Satelliten, darunter auch der größte Charon. Wissenschaftler hatten nie gehofft, so detaillierte Aufnahmen eines Satelliten eines Zwergplaneten zu erhalten, der sich am Rande des Sonnensystems in einer Entfernung von mehr als 4 Milliarden km von uns befindet (je nach den Orbitalpunkten etwa 4,3 bis 7,5 Milliarden km).

    Auf den Fotos sahen die Astronomen eine verrückte Landschaft aus Wassereis mit Bergen und Schluchten. Und natürlich ein riesiger mysteriöser Fleck von schmutzig-roter Farbe, der den Nordpol bedeckt.

    Dieser Fleck mit einem Durchmesser von ungefähr 475 km wurde Mordor genannt . Das Erscheinen des Ortes mit den umgebenden Gebirgszügen erinnerte den Wissenschaftler an die bekannte Region Mittelerde, den Besitz von Sauron, in dem Frodo und sein Freund den All-Power-Ring zerstörten.

    Zunächst glaubten die Wissenschaftler, dass der Fleck aus den Überresten fester organischer Verbindungen gebildet wurde, die aus Gasen unter dem Einfluss von ultravioletter Strahlung, einem Strom geladener Teilchen aus der Sonne oder kosmischer Strahlung gebildet wurden.

    Diese Theorie hatte zwar zwei kleine Mängel. Erstens gibt es kein Gas auf Charon. Zweitens gibt es fast keine kosmische Strahlung, und der Nordpol liegt fast immer im Schatten der Sonne.


    Der Durchmesser von Charon beträgt etwa die Hälfte des Durchmessers von Pluto (Fotos in Pseudofarben). Foto: Die NASA

    Vulkanische Aktivität wird nur auf Pluto beobachtet, nicht jedoch auf Charon. Um die Theorie der Bildung von Mordor zu bestätigen, war es notwendig, eine andere Theorie über die Übertragung von Gas von Pluto nach Charon vorzulegen und die Strahlungsquelle für eine chemische Reaktion zu finden.

    Nach 12 Monaten harter Arbeit konnte eine Gruppe von 127 Wissenschaftlern immer noch eine theoretische Grundlage für diese Version bilden. In einem gestern veröffentlichten wissenschaftlichen Artikel baute eine Gruppe von Forschern der NASA, des SETI Institute und anderer wissenschaftlicher Organisationen eine klare Kette von Ereignissen auf, wie Plutos Methan auf Charon gelangt und was mit ihm geschieht.

    Das ist also was los ist. Da Pluto ein Zwergplanet ist, kann er nach Vulkanausbrüchen nicht alles Methan auf seiner Oberfläche halten. Ein Teil des Methans wird regelmäßig vom Sonnenwind in Richtung Charon weggeweht. Charons Schwerkraft wiederum reicht auch nicht aus, um das Gas zu halten. Wissenschaftler haben jedoch berechnet, dass 2,5% des Methans von Pluto auf der Oberfläche von Charon verbleiben. Wenn man zählt , fallen bei diesen Ereignissen pro Sekunde etwa 270 Milliarden Methanmoleküle auf jeden Quadratmeter Charon.

    Charons Methanpartikel verhalten sich in der Exosphäre ungefähr wie Gaspartikel, dh sie springen entlang ballistischer Bahnen. Ein solches Leben der Moleküle dauert an, bis sie in die Falle des Nordpols geraten. "Die Temperatur am Nordpol ist unglaublich niedrig", sagtDer Astronom Will Grundy vom Lowell Observatory, einer der 127 Autoren der wissenschaftlichen Arbeit, so dass jedes CH 4 -Molekül , das mit dem Nordpol konfrontiert ist, nicht mehr wie alle anderen Orte auf Charon von der Oberfläche springen kann. Am Ende sammelt sich dort etwas Methan. “


    Simulation der Temperatur in verschiedenen Breiten von Charon in den Jahren 1750 bis 2050 (in ° K)

    Aber das ist noch nicht alles. Methan ist schließlich ein farbloses Gas. Um einen roten Punkt von Mordor zu bilden, ist es notwendig, eine chemische Reaktion unter Beteiligung von ultravioletter Strahlung durchzuführen. Wo bekomme ich es?


    Spot Mordor. Foto: NASA / Johns Hopkins University - Labor für angewandte Physik / Southwest Research Institute

    Will Grandi und seine Kollegen entwickelten ein Modell, das nicht den Gesetzen der Physik widerspricht, da ultraviolette Strahlen Wasserstoffgasmoleküle im interplanetaren Medium abprallen - und auf Charons Nordpol fallen, der im Schatten liegt. Das Ultraviolett schlägt die Wasserstoffatome aus CH 4 heraus und bildet Methyl-CH 3 . Diese Methanradikale sind sehr aktiv und reagieren leicht miteinander.

    "Wenn dies alles lange genug geschieht, rekombinieren die Fragmente weiter und diese großen Makromoleküle bilden sich in Ihnen, wo alles in einem absolut chaotischen Durcheinander miteinander verbunden ist", erklärte Will Grandi. Nach Berechnungen bildet sich über eine Million Jahre eine etwa 0,16 mm dicke Schicht von Makromolekülen.

    Dieses Chaos von Makromesellen wird in der wissenschaftlichen Terminologie genanntToline sind organische Substanzen, deren Absorptionslinien in den Spektren vieler Eiskörper des äußeren Sonnensystems zu finden sind. Es wird angenommen, dass sie ein Gemisch aus verschiedenen organischen Copolymeren sind, die in der Atmosphäre aus einfachen organischen Verbindungen, wie Methan und Ethan, unter der Wirkung von ultravioletter Strahlung aus der Sonne gebildet werden. Es wird angenommen, dass Toline chemische Vorläufer des Lebens sind (unter dem Einfluss der Hydrolyse können sich Toline zu Aminosäuren rekombinieren).

    Ende des 20. Jahrhunderts gelang es den Wissenschaftlern, Tolins unter Laborbedingungen auf der Erde zu gewinnen, obwohl sie hier nicht mehr natürlich gebildet werden. Dieses proto-neue Leben ist jedoch sogar essbar - einige Bakterien können sich davon ernähren.

    Und Tolina wirklich schmutzig rot.

    CTD

    Es stimmt, es gibt ein kleines Problem. Auf einem anderen Pluto-Satelliten namens Nikta wurde auch ein roter Fleck entdeckt. Aufgrund dieser geringeren Masse (Steingröße 54 × 41 × 36 km) sollten ähnliche Prozesse nach dieser Theorie etwa 20.000 Mal langsamer ablaufen. Der Fleck scheint für einen solchen Prozess zu groß zu sein. Das Mysterium von Mordor ist also noch zu früh, um als völlig ungeklärt betrachtet zu werden.


    Sputnik Nikta. Foto vom Raumschiff "New Horizons"

    Wissenschaftliche Arbeit, veröffentlicht am 14. September 2016 in der Zeitschrift Nature (doi: 10.1038 / nature19340).


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