A Plútó legnagyobb holdja, a Charon mindmáig a Naprendszer egyik legkevésbé feltárt égitestje maradt, hiszen idáig csupán egyetlen űrszonda látogatta meg. A NASA New Horizons küldetése 2015 júliusában hajtott végre történelmi jelentőségű elhaladást a törpebolygó mellett, és bár a találkozás rendkívül rövid ideig tartott, a szonda így is olyan adatmennyiséget sugárzott vissza a Földre, amelynek feldolgozása évekkel később is tart. A kutatók számára különösen izgalmas, hogy a Charon felszíne szinte érintetlen állapotban őrzi a múlt lenyomatát, ellentétben számos más külső naprendszeri holddal, amelyeket becsapódások vagy belső hő hatására bekövetkező felszínformáló események gyúrtak át.
A Charon méretei önmagukban is figyelemre méltóak: átmérője pontosan a fele a Plútóénak, tömege pedig mintegy nyolcada annak, amivel a legnagyobb hold-anyabolygó arányt képviseli az egész Naprendszerben. Ez a különleges viszony teszi lehetővé, hogy a tudósok a Charont egyfajta kozmikus tesztlaboratóriumként használják, amelynek segítségével más, távoli jeges holdak keletkezését és fejlődését is jobban megérthetik. A University of California, Los Angeles kutatócsoportja most egy lépéssel közelebb került ahhoz, hogy összeillessze a Charon történetének mozaikdarabkáit, és ezáltal bepillantást nyerjen a külső bolygórendszerek holdjainak legkorábbi évmillióiba.
A Nature Communications folyóiratban közzétett tanulmány középpontjában az a régóta fennálló hipotézis áll, amely szerint a Charon egyenlítője mentén megfigyelhető repedésrendszereket a hold forgásának drasztikus lassulása hozta létre. A felszínt borító vetődések és törésvonalak már az 1970-es évek óta foglalkoztatják a bolygókutatókat, akik úgy vélték, hogy ezek a képződmények egy gyors kezdeti forgásból történő fokozatos lefékeződés, azaz despinning során keletkezhettek. A mostani munka azonban először szolgáltat olyan számszerűsített modelleredményeket, amelyek alátámasztják ezt az elgondolást, és részletes képet adnak a Charon kérgének korai mechanikai viselkedéséről.
A lassuló forgás régóta várt bizonyítékai
A kutatók számítógépes szimulációk sorozatát futtatták le, hogy rekonstruálják a Charon első néhány százmillió évének történetét, és közvetlenül teszteljék a despinning hipotézist. A modellekben különös figyelmet fordítottak az északi féltekén elterülő Oz Terra nevű régióra, amelyet hegyvonulatok és szabdalt, törésekkel átszőtt terep jellemez. Ez a zord, mozaikos felszín éles ellentétben áll a déli félgömböt uraló Vulcan Planitia sima, vulkanikus síkságával, ami arra utal, hogy a hold múltjában valamilyen alapvető aszimmetriát okozó folyamat zajlott le.
A szimulációk tanúsága szerint a Charon kezdeti jégkérge körülbelül 30-36 kilométer vastag lehetett, és a hold nagyjából 14,3 óra alatt fordult meg a tengelye körül. Ez a forgási periódus több mint tízszerese a mainak, hiszen a Charon jelenleg mintegy 6,4 földi nap, azaz 153,3 óra alatt tesz meg egy teljes fordulatot. A forgássebesség ilyen mértékű csökkenése során fellépő feszültségek pontosan olyan törésmintázatokat hozhattak létre a kéregben, amilyeneket ma is látunk az északi felföldeken.
A kutatás egyik legfontosabb megállapítása, hogy a despinning már azt megelőzően végbement, hogy bármiféle kriovulkanizmus – azaz hideg vulkáni tevékenység – átformálhatta volna a felszínt. Ez arra enged következtetni, hogy a forgás lassulása rendkívül korán, a Charon történetének legelején következett be, megőrizve ezzel a kéregben rögzült feszültségnyomokat a későbbi átalakító hatásoktól. A két félteke közötti drámai geológiai különbség tehát valószínűleg ennek a korai, globális léptékű deformációnak az eredménye, amely örökre kettéosztotta a hold arculatát.
A Charon mint a jeges világok tolmácsa
A tanulmány szerzői hangsúlyozzák, hogy ez a megközelítés egy eddig kevéssé alkalmazott módszert honosít meg a bolygókutatásban, amikor a földi szerkezeti geológiából ismert technikákat adaptálják égi kísérőink vizsgálatára. „Munkánk egy olyan eljárást mutat be, amely számszerűsíti a despinning által kiváltott deformációt és feszültséget a bolygótesteken” – áll a közleményben, kiemelve, hogy a Charon tektonikai tartományainak eloszlása arra utal, hogy a forgás lassulását globális összehúzódás kísérte. Ez az együttes hatás egy hideg kezdeti állapotot valószínűsít, ami fontos korlátot jelent a hold termikus-mechanikai evolúciójának megértésében.
Bár a modellek meggyőző magyarázatot adnak az északi felföldek tektonikai mintázataira, a kutatók szerint további vizsgálatokra van szükség a kéreg hőtani és mechanikai fejlődésének teljes körű feltárásához. A Charon azonban így is felbecsülhetetlen értékű referenciaként szolgál, hiszen a viszonylag érintetlen felszín lehetővé teszi, hogy a tudósok olyan ősi folyamatokat tanulmányozzanak, amelyeket máshol már régen eltüntettek a későbbi geológiai események. Ez a hold mintegy kozmikus fosszíliaként őrzi a korai Naprendszer dinamikai viszonyainak lenyomatát.
A James W. Christy által 1978-ban felfedezett Charon tehát jóval több mint a Plútó egyszerű kísérője. A New Horizons egyetlen, de annál értékesebb elhaladása, valamint az azóta is folyó aprólékos modellező munka lassanként lehetővé teszi, hogy a Charonon keresztül olvassuk a Jupiter, a Szaturnusz, az Uránusz és a Neptunusz jeges holdjainak hasonló történeteit. Ahogy a kutatók is mondják: ezért érdemes tudományt művelni, és ezért kell mindig felfelé, az égbolt felé tekintenünk.
© : NASA/JHU-APL/SRI)
Forrás: Universetoday.com
