C'è un po' di Plutone nel polo rosso di Caronte?

Una delle vere sorprese della missione della NASA New Horizons sono state le immagini della luna di Plutone, Caronte che, senza nulla voler togliere al pianeta nano, ha mostrato una topografia altrettanto complessa ed intrigante.

Scogliere e depressioni, dei veri e propri canyon, tagliano al sua superficie coprendo lunghe distanze, i crateri sono quasi completamente assenti mentre un sasso gigantesco forma una sorta di montagna incastonata. Ma una delle caratteristiche più interessanti è la curiosa macchia scura che domina la r egione polare settentrionale, informalmente chiamata Mordor.

Carly Howett, ricercatore presso il Southwest Research Institute in Boulder, Colorado, ha concentrato il su lavoro proprio sulle differenze cromatiche della superficie, pubblicando qualche prima considerazione in un post sul blog della NASA.

Howett fa notare che i terreni mostrano colori differenti se hanno una composizione diversa, oppure se cambia il loro stato fisico (da solido a liquido) o, ancora, se cambia la loro struttura fisica (come la trasformazione del carbonio ad alte pressioni da grafite a diamante). Guardando Caronte è chiaro che il polo nord della luna è molto più rosso di tutto il resto ma cosa causa questa differenza? E perché si manifesta proprio in quel punto?

Per rispondere alla prima domanda si parte da ciò che conosciamo: sappiamo che la superficie di Caronte è troppo fredda per ospitare liquidi, che non è soggetta a forti sbalzi di temperatura e/o pressione ed è quindi improbabile che si verifichino transizioni di fase. Di conseguenza, le differenze di colore dovrebbero dipendere esclusivamente da una diversa composizione della regione polare rispetto al resto della luna.

Una teoria è che piccole quantità dell'atmosfera di Plutone, perse nello spazio, possano raggiungere Caronte e rimanere intrappolate temporaneamente sulla sua superficie grazie alla gravità del satellite.

Le regioni polari di Caronte sono molto fredde, parliamo di temperature comprese tra i -258 e i -213 gradi Celsius, troppo per sostenere materiali in forma liquida. I gas, quindi, si depositano direttamente come solidi e da solidi, se ci sono le condizioni adatte, sublimano di nuovo come gas. In questo modo parte dell'atmosfera del pianeta nano verrebbe catturata dalla superficie della luna, invece, di sfuggire completamente nello spazio. D'altra parte processi di condivisione analoghi in sistemi doppi sono già noti e Plutone e Caronte sono già considerati un sistema binario per le loro caratteristiche orbitali.

"Sappiamo che l'atmosfera di Plutone è principalmente azoto, con un po' di metano e monossido di carbonio, quindi ci aspettiamo di ritrovare questi stessi componenti nel polo settentrionale di Caronte", scrive Howeet nel blog. Naturalmente parte di queste sostanze diventeranno di nuovo gas non appena la regione polare riceverà abbastanza luce ma al tempo stesso, la radiazione solare le trasformerà in un nuovo prodotto con una temperatura di sublimazione più alta. Questa sostanza è chiamata " tholin", un termine creato da Carl Sagan nel 1979 per descrivere i materiali esotici sulla superficie di Titano.

Le toline si formano per irraggiamento da parte della radiazione ultravioletta solare di composti organici semplici come metano o etano, spesso combinati con sostanze inorganiche quali l'azoto molecolare. Non esistono in natura sulla Terra ma sono state ricreate in laboratorio. Il colore dipende dal rapporto tra le diverse molecole e dalla quantità ed il tipo di radiazione a cui il materiale è esposto. Il colore può andare dal giallo, al rosso, al nero (a sinistra, un esempio prodotto allla Johns Hopkins University).

"Il deposito polare di Caronte si è formato probabilmente nel corso di milioni di anni, man mano che l'atmosfera di Plutone è lentamente sfuggita nello spazio ed il polo nord della luna è stato irradiato dal Sole", ha scritto Howeet. Ora bisognerà scoprire perché le toline di Caronte sono di un colore rosso - marrone.