Charon, de extreem koude maan die om dwergplaneet Pluto draait, heeft een poolkap met een opvallende kleur. Amerikaanse astronomen denken nu te weten waardoor die kleur wordt veroorzaakt.
Terwijl Nederland zucht onder alweer een hittegolf, brengen astronomen van de Purdue-universiteit in de Verenigde Staten nieuws over een koelere wereld: dwergplaneet Pluto en zijn maan Charon, waar de zomerse temperaturen niet boven de -200 graden Celsius uitkomen. Planeetwetenschapper Stephanie Menten en collega’s publiceren in Nature Communications een verklaring van de mysterieuze rossige poolkap van Charon: ijsvulkanen die methaan uitbraken.
Maar eerst even een stapje terug: op 14 juli 2015 vloog het NASA-ruimteschip New Horizons op 12.500 kilometer afstand langs Pluto. Bij die passage maakte het de eerste scherpe beelden van het hemellichaam. Lang daarvóór was Pluto slechts een stipje op telescoopbeelden.
‘Als we iets buitenaards ontmoeten, dan is het een machine’
Oude sterren en pril leven – dat zijn de onderwerpen waar het hart van sterrenkundige Leen Decin harder van gaat kloppen.
God van de onderwereld
De dwergplaneet werd in 1930 voor het eerst gezien door Clyde Tombaugh, een 23-jarige Amerikaanse astronoom. Tombaughs ontdekking was wereldnieuws. Na een prijsvraag werd het hemellichaam Pluto genoemd, naar de Latijnse naam van de god van de onderwereld.
In 1978 ontdekte de Amerikaan James Christy dat Pluto een maan heeft die Charon werd gedoopt (Charon is de chagrijnige veerman die dode zielen naar de onderwereld overzet). Voor een maan is Charon met zijn doorsnede van 1212 kilometer aan de grote kant, terwijl Pluto met een doorsnede van 2377 kilometer voor een planeet nogal klein is.
Zijn geringe formaat kwam Pluto in 2006 op een degradatie te staan. Inmiddels was namelijk duidelijk geworden dat er buiten de baan van Neptunus veel meer van zulke ijzige objecten bestaan. In deze Kuipergordel, genoemd naar de Nederlandse astronoom Gerard Kuiper, waren Pluto-lookalikes ontdekt als Sedna, Makemake en Eris, die zelfs zwaarder was dan Pluto.
Geologische snoepwinkel
In 2006 kwam de Internationale Astronomische Unie tot een nieuwe definitie van het begrip planeet, waardoor Pluto voortaan door het leven moest als dwergplaneet. Plutofans waren het daar ernstig mee oneens. Zo stelde de staat New Mexico, waar Tombaugh lang woonde, als protest een Pluto Planet Day in.
Helpen deed het niets, maar gelukkig mocht het vernederde hemellichaam zich in 2015 weer in positieve aandacht verheugen dankzij het bezoek van New Horizons. De naar de aarde gestuurde beelden deden astronomen van hun stoel vallen. Pluto bleek een geologische snoepwinkel, met vlakten van bevroren stikstof, bergen van bevroren water en kleuren van zwart tot oranje en wit.
Er zijn weinig inslagkraters op Pluto. Dat wijst erop dat geologische processen de sporen daarvan uitvlakken. Pluto heeft een ijle atmosfeer van stikstof en methaan en vermoedelijk zelfs een ondergrondse oceaan van vloeibaar water.
Ondergrondse oceaan
Zeven jaar na de passage van New Horizons zijn planeetonderzoekers nog altijd bezig chocola te maken van de beelden van Pluto en Charon, die ook verrassingen bleek te herbergen. Zo bestaat het noordelijke halfrond van de maan uit bergachtig waterijs. Op het zuidelijke helft is de vlakte Vulcan Planitia te vinden. Die is waarschijnlijk ontstaan bij een soort ijsvulkaanuitbarsting toen ook Charon nog een ondergrondse oceaan had. Het water daarvan stroomde als lava naar buiten, om meteen te bevriezen.
Raadselachtig is ook de donkerrode vlek op Charons noordpool. De vlek kreeg de naam Mordor Macula en is vernoemd naar het duistere land Mordor uit de boeken van J.R.R. Tolkien. Zulke rode vlekken ontstaan doordat gasvormig methaan vastvriest op het pooloppervlak tijdens de ‘winter’, als de temperaturen er tot -250 graden Celsius dalen. Ultraviolette straling van de zon verandert het methaan vervolgens in een rossige plak organische moleculen, die niet meer verdampt in de nog altijd frisse zomer van -200 graden.
Nieuwe berekeningen
De vraag is waar dat methaan oorspronkelijk vandaan komt. Omdat Charon geen eigen atmosfeer heeft, dachten astronomen dat misschien Pluto de leverancier geweest moet zijn, ook al staat die op 20.000 kilometer afstand van de maan.
Astronoom Stephanie Menten en haar collega’s hebben nu berekend dat Charon mogelijk zelf de leverancier van het gas is geweest. Bij de ijsvulkaanuitbarsting waarbij Vulcan Planitia werd gevormd, kwamen mogelijk grote hoeveelheden methaan vrij. Genoeg om op de noordpool van de maan te bevriezen en de dikke rossige aanslag te vormen. Deze gang van zaken zou ook verklaren waarom andere grote objecten in de Kuipergordel, zoals Makemake en Sedna, ook een rossige korst hebben terwijl ze geen grotere buurman kennen.
Of het echt zo gegaan is, moet toekomstig onderzoek uitwijzen, opperen de onderzoekers hoopvol. ‘Toekomstige ruimteschepen die hemellichamen als Makemake of Sedna bezoeken, kunnen hiervoor ook bewijs vinden’, schrijven de onderzoekers. Een opvolger van New Horizons is nog niet gepland.
