22 czerwca 1978 r. astronom James Christy, pracownik Obserwatorium Astronomicznego Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych, przeglądał zdjęcia Plutona. Zostały wykonane z użyciem półtorametrowego teleskopu znajdującego się we Flagstaff. Zadaniem Christiego było dokładne wyliczenie parametrów orbity Plutona, wówczas uznawanego jeszcze za pełnoprawną planetę (ten status Pluton utracił w 2006 r., by zostać jedną z planet karłowatych).

Zdjęcia były mało spektakularne. W niczym nie przypominały pięknych obrazów nieba, których od lat dostarcza Teleskop Hubble’a. W rzeczywistości Christy oglądał coś, co przypominało czarny kleks otoczony odpryskami atramentu. Kleksem był Pluton, odpryskami znajdujące się dookoła niego gwiazdy.

Niektóre zdjęcia zostały oznaczone jako „słabe”. Dlaczego? Ponieważ Pluton miał na nich dziwne wybrzuszenie. Uznano je za efekt wady technicznej teleskopu. Przy zdjęciach z 1965 r. znalazła się nawet notatka: „zdjęcie Plutona – wydłużone”. Przez trzynaście lat ani Christy, ani żaden z jego kolegów nie wpadli na to, że fotografie są jak najbardziej poprawne.

Księżyce Plutona – jak odkryto Charona?

Dopiero oglądając zdjęcia po raz kolejny Christy zwrócił uwagę na to, że dziwne wybrzuszenie dotyczy tylko Plutona, a nie żadnej z otaczających go gwiazd. To wykluczało błąd teleskopu. Astronom doszedł więc do wniosku, że na zdjęciach znajduje się nieznany księżyc Plutona.

Zdjęcie, które doprowadziło do odkrycia CharonaZdjęcie, które doprowadziło do odkrycia Charona / fot. U.S. Naval Observatory, public domain

Christy nazwał go Charon – od imienia swojej żony Charlene, skracanego do Char. Dopiero później odkrył, że dodając „-on”, nieświadomie utworzył imię przewoźnika dusz umarłych przez rzekę Styks. Charon to jedna z postaci z greckiej mitologii.

W 1986 r. nazwa została zaaprobowana przez Międzynarodową Unię Astrononiczną. – Wielu mężów obiecuje żonom gwiazdkę z nieba – komentowała Charlene Christy. – Jim spełnił swoją obietnicę: dał mi księżyc.

Charon i Pluton – układ podwójny

Przyjmując względną miarę – stosunek do wielkości macierzystej planety – Charon jest największym księżycem w całym Układzie Słonecznym. Jego średnica (wynosząca 1212 km) jest tylko dwa razy mniejsza od średnicy Plutona. To sprawia, że Charon jest bardzo nietypowym naturalnym satelitą.

Charon nie obraca się wokół Plutona. Środek ciężkości tego układu znajduje się pomiędzy oboma tymi ciałami niebieskimi, poza powierzchnią Plutona, i to wokół niego krążą zarówno Pluton, jak i Charon. Z tego powodu niekiedy opisuje się oba te globy nie jako planetę karłowatą i jej satelitę, ale jako układ podwójny planet karłowatych. Swoją drogą pierwszy, jaki kiedykolwiek został odkryty.

Księżyce Plutona – zagadki Charona

Co ciekawe, Pluton i Charon tworzą układ podwójnie synchroniczny. Okres obiegu Charona wokół Plutona wynosi tyle samo, co czas obrotu Plutona wokół własnej osi. To sprawia, że Charon jest cały czas zwrócony w stosunku do Plutona tą samą stroną.

W lipcu 2015 r. w pobliżu Plutona przeleciała sonda New Horizons. Dostarczyła ona pierwszych szczegółowych zdjęć planety karłowatej i jej największego naturalnego satelity. Zdjęcia Charona wzbudziły szczególne zainteresowanie. Okazało się, że na jego powierzchni znajduje się zagadkowa plama, a księżyc jest dziwnie popękany.

Charon ma szarawy kolor. Ale nie cały. Jego północy biegun pokrywa wielka plama w kolorze rdzy. Zespół sondy New Horizons nazwał ten obszar Mordorem. Skąd się wzięła Plama Mordoru? Naukowcy są zdania, że to zamarznięte gazy, które pochodzą z atmosfery Plutona. W temperaturach zawsze niższych od minus 200 st. C metan, tlenek węgla i azot zamarzają w twardy lód. Pod wpływem promieniowania ultrafioletowego powstają w nim substancje zwane tholinami. To one właśnie mają czerwonawe zabarwienie.

Księżyce Plutona – jak duże są wąwozy na Charonie?

Największy satelita Plutona ma jeszcze jedną zastanawiającą cechę. Jest dziwnie popękany, a niektóre przecinające go wąwozy są gigantyczne. Serenity Chasma, dolina ciągnąca się wzdłuż równika Charona, ma 1800 km długości i aż 7,5 km głębokości. To jedna z największych rozpadlin w całym Układzie Słonecznym. Dla porównania: Wielki Kanion Kolorado ma „tylko” 1,6 km głębokości.

Zdaniem badaczy na Charonie znajdowały się kiedyś podpowierzchniowe rezerwuary ciekłej wody. Gdy księżyc zaczął stygnąć, woda zamarzała. Proces przebiegł bardzo szybko, a formujący się lód, o większej objętości niż woda, sprawił, że powierzchnia globu popękała, niczym ciasto w piekarniku.

Inne księżyce Plutona

Poza Charonem znane są jeszcze cztery naturalne księżyce Plutona. W 2005 r. na zdjęciach zrobionych przez Teleskop Hubble’a odkryto Niksa i Hydrę. Mają nieregularne kształty, a ich wymiary – długość, szerokość i wysokość – nie przekraczają 50 km.

Odkryty w 2011 r. Kerberos jest jeszcze mniejszy. Ma 12 na 7,5 km. Zaś zauważony rok później Styx to najmniejszy księżyc Plutona. Ma tylko 7 na 5 km. Nawet na zdjęciu wykonanym przez sondę New Horizons wygląda jak rozpikselowana, mała plama.


Źródła: NASA, Science Alert.