Los astrónomos pueden confirmar la validez del dicho «Todos los gatos son grises por la noche», especialmente cuando estudian los cuerpos celestes en el sistema solar exterior. Son aún más felices cuando descubren que los lugares que quieren son más coloridos de lo que pensaban.
Cuando el astrónomo estadounidense James W. Christy descubrió accidentalmente Caronte, la luna más grande del planeta enano Plutón, en 1978, todo lo que vio en la imagen fue una protuberancia gris en el borde de una mancha borrosa de luz. No hasta que la nave espacial de la NASA Nuevos horizontes En 2015, cuando voló sobre Caronte a una distancia de casi 30.000 kilómetros, los astrónomos descubrieron una mancha roja ordenada en la región polar norte, un poco más tenue pero ópticamente comparable a una mancha roja que también tiene Júpiter. Sin embargo, la cutie mark de Charon tiene una causa muy diferente.
Los científicos rápidamente especularon que la mancha podría ser una sustancia similar al tolino. Después de eso, una mezcla de hidrocarburos de color marrón rojizo cubriría una llanura de casi 500 kilómetros de ancho en el Polo Norte, llamada informalmente «Mordor Macula» por los astrónomos, del reino oscuro en «El Señor de los Anillos» de JRR Tolkien.
Es cierto que esta hipótesis aún no ha sido demostrada directamente. Caronte y Plutón están actualmente a unos cinco mil millones de kilómetros de nosotros e Nuevos horizontes fue el único visitante hasta ahora. Sin embargo, en dos estudios relacionados, los científicos ahora han recreado experimentalmente y modelado teóricamente las condiciones atmosféricas en Caronte. «Hasta ahora, nadie ha sido capaz de detectar directamente la composición de tales tolinas», dice Ujjwal Raut del Southwest Research Institute en Texas, quien fue líder y coautor de ambos estudios. «Sin embargo, nuestros experimentos sugieren fuertemente que los hidrocarburos complejos pueden formarse a partir del hielo de metano a través de procesos energéticos».
El metano requerido no proviene de Caronte, sino del cercano Plutón. La Luna, que mide 2.300 kilómetros, y su cuerpo principal, que es sólo el doble de grande, forman un sistema que orbita entre sí a una distancia de menos de 20.000 kilómetros. Entonces Charon continúa volando a través de una nube de metano expulsada de Plutón. La gravedad de Caronte atrapa numerosas moléculas de gas, que luego rebotan en su superficie hasta que son capturadas por el frío extremo de las llanuras polares, dijeron los autores del estudio. Debido a que el sistema Caronte-Plutón tarda 248 años en completar una órbita alrededor del sol y también está muy inclinado fuera del plano orbital, Caronte, como la Tierra, tiene distintas estaciones. Por lo tanto, las temperaturas en las trampas de frío profundo pueden descender a menos menos 260 grados centígrados durante el invierno de Caronte, que dura 124 años. Luego, el metano fugitivo también se asienta allí en forma de hielo hasta que se derrite a principios de la primavera de Caronte y continúa su viaje por la superficie hasta el invierno siguiente.
Sin embargo, una pequeña parte del hielo de metano se descompone fotolíticamente por la radiación ultravioleta y se convierte en otras sustancias, principalmente en moléculas de etano ligeramente más grandes y duraderas. Sin embargo, el hielo de etano también es transparente. «La fotólisis del metano por sí sola no puede explicar el color rojo», dice Raut. «Por lo tanto, el viento solar también tendría que procesar el etano para producir hidrocarburos rojizos más largos. Pero todavía tenemos que descubrir exactamente qué son estas moléculas».
Tales transferencias planetarias de gas son únicas en el sistema solar, según Raut, porque ningún otro cuerpo celeste planetario se acerca tanto como Plutón y Caronte. Los procesos de formación de hielo en los polos ni siquiera pueden compararse con los de la Tierra o Marte. «Calculamos que unas 80 capas individuales de productos fotográficos se acumulan en los polos en un año de Plutón», dice Raut. «En el transcurso de millones de años, es probable que aumenten hasta un grosor de varios micrómetros». A modo de comparación: el papel de aluminio tiene un grosor de aproximadamente 15 micrones.
