Meglepően gyorsan lassult le a Pluto legnagyobb holdjának forgása

A Pluto törpebolygó legnagyobb holdja, a Charon, amelyet 1978-ban James Christy fedezett fel, fele akkora átmérőjű, mint maga a Pluto, a tömege pedig az anyaégitestje 12 százaléka – ez utóbbi arány szerint rekorder is a Naprendszerben. E rendkívül furcsa pár a tömegelrendeződés miatt nem egyszerűen csak kötött keringésű, hanem kölcsönösen az: mindig ugyanazon oldalukkal néznek egymás felé. A Pluto-Charon páros tömegközéppontja (ami körül a két égitest kering) szintén a tömegelrendeződés miatt a Pluto-n kívüli területre esik.

A holdról 2015-ben a New Horizons űrszonda készített közeli képeket: ezeken számos izgalmas felszíni alakzat figyelhető meg. Az alakzatok alapján végzett vizsgálatokat és szimulációkat egy amerikai-svájci kutatócsoport nemrégiben. A kutatásukkal arra jutottak, hogy az idők során a Charon rendkívüli módon lelassulhatott.

A Charon, hasonlóan a mi Holdunkhoz, egy becsapódás következtében jött létre. A becsapódás energiája a Pluto számára extra hőt nyújtott és felszín alatti óceánt eredményezett. A Charon azonban hidegben született: ennek köszönhetően alakult ki a ma is látható jégkérge. Az eltelt évmilliárdok alatt még sokkal vastagabbá is vált aztán a jég.

Bár mi a jégre egyszerűen úgy tekintünk, mint a víz fagyott formája, a külső Naprendszer égitestjein gyakorlatilag kőzetként viselkedik. Ennek okán a kőzetekre vonatkozó modellek érvényesek rá, e szabályok határozzák meg, hogy miként deformálódik, törik, reped. A Charon felszínén -230 Celsius-fok körüli hőmérséklet uralkodik, ebben a vízjég valóban kőzet jellegűen, jóval merevebben és keményebben viselkedik, mint amilyennek földi körülmények közt ismerjük.

Az árapályerők hatására a Naprendszer minden égitestjének lassul a tengelyforgása az idők során, és elméletileg ennek látható jelei vannak az alakján, felszínén, hőmérsékletén. Ez alól nem kivétel a Charon sem – azonban mindeddig nem voltak kézzelfogható bizonyítékok rá. A Charon pont amiatt is izgalmas, mert a mintegy 4 milliárd éve viszonylag változatlan felszíne megőrizhette e geológiai folyamatok nyomát.

A kutatók a Charon északi féltekéjének hegyes-völgyes, Oz Terra nevű területén végeztek méréseket. Olyan, több száz kilométer hosszú, íves hegyláncokat azonosítottak, amelyek a kutatók meglátása szerint akkor alakultak ki, amikor a Charon kérge összenyomódott.

A hegyláncok formája és néhány eltorzult becsapódási kráter arra utal, hogy a jégkéreg hatalmas darabjai egymásra torlódhattak. Számítógépes modellek szerint éppen ilyen alakzatok jönnek létre, ha egy égitest forgása fokozatosan lelassul, és emiatt átrendeződnek a benne a feszültségek.

A Charon korábbi gyors tengelyforgása miatt az egyenlítői régiójában kialakult egy dudor: a sarkok és az egyenlítői régió sugara közti különbség 25 kilométeres volt. A Föld esetében ez a különbség jelenleg 21 kilométeres (hisz a Föld ma is gyors forgású). A Charon egyenlítői dudora a mienknél arányában jóval látványosabb lehetett, s a Pluto gravitációja pont ennek a dudornak a segítségével lassította le a forgást. A lassulás miatt a dudor aztán el is tűnt.

A deformáció mértékéből a kutatók kiszámították, hogy a Charon egykor 14,3 óránként fordult meg a tengelye körül. Ma 153 órás a hold tengelyforgása, ezt a tempót a számítások szerint meglepően gyorsan, 1-10 millió év alatt elérte. A kutatók úgy vélik, a hold korai lefékeződésének nyomait ma is ezek a több milliárd éves felszíni alakzatok őrzik.