Блестящая ледяная поверхность Плутона покрыта бурыми пятнами толинов, однако новые эксперименты показали, что точная природа этих образований остается непонятной.
В 2015 году, когда дальний космический зонд New Horizons впервые посетил систему Плутона, на светлой поверхности карликовой планеты и ее спутника Харона он заметил обширные пятна красно-бурой пыли. Спектральные характеристики показали, что состоят они в основном из толинов — сложной смеси полимеров, которые возникают из простых органических соединений под действием солнечного ультрафиолета.
Толины довольно распространены во внешней Солнечной системе. Сформировавшись в верхних слоях разреженной атмосферы Плутона, они могут опадать на поверхность «ржавым снегом». Однако новые эксперименты, поставленные Мари Фейоль (Marie Fayolle) и ее коллегами из Дельфтского технологического института в Нидерландах, показывают, что на этом вопрос о природе бурых пятен Плутона далеко не закрыт. Об этом они пишут в статье, опубликованной в журнале Icarus.
Ученые синтезировали смесь толинов в лаборатории, которые образовали сферические фрагменты пыли микрометровых размеров. Затем они получили спектр отражения этих соединений в условиях, максимально приближенных к существующим на карликовой планете. Опыты проводили в атмосфере, состоящей из азота, углекислого газа и метана, при бомбардировке высокоэнергетическими частицами, имитирующими космическое излучение.
В инфракрасной области спектр не совсем совпал с данными, которые New Horizons получил, пролетая над Плутоном, некоторые линии поглощения в нем оказались «лишними». Авторы выдвигают несколько гипотез для объяснения этих отклонений. Во-первых, при долгой обработке космическими частицам и толины могут частично деградировать, слегка меняя цвет и спектр. Или это может быть связано с пористостью поверхности карликовой планеты в районах бурых толиновых пятен.
Возможно, поры образуются из-за того, что Плутон недостаточно массивен и выпадающие вещества накапливаются на нем неплотным, рыхлым «снегом». Однако такие же поры могут появляться при сублимации — испарении без перехода в жидкую фазу — местного льда. Район Макулы Ктулху, которая почти полностью покрывают толиновые пятна, находится у экватора, и ни азотного, ни метанового льда там практически нет. Однако метановый может быть сезонным и появляться во время долгой местной зимы, чтобы исчезнуть к лету, оставив пористую поверхность, усеянную слоем толинов.