Em 2015, a sonda New Horizons da NASA capturou Caronte em alta resolução. A imagem combina imagens azuis, vermelhas e infravermelhas tiradas por sua câmera MVIC (Imageamento Visual Multiespectral). A paleta de cores de Caronte não é tão diversificada quanto a de Plutão. O mais impressionante é a região polar, o vermelho (no topo) não oficialmente chamado de Macula Mordor. Esta imagem resolve detalhes tão pequenos quanto 1,8 milhas (2,9 quilômetros).
Crédito: NASA / JHUAPL / SwRI
Este artigo apresenta Caronte, a maior lua de Plutão, com um diâmetro de 1.212 km (mais da metade de Plutão) e uma massa de cerca de 12% da de Plutão. Sua superfície é composta principalmente de gelo de água com traços de amônia hidratada. Apresenta relevos espetaculares, como o cânion Serenity Chasma (1.000 km de comprimento, 9 km de profundidade) e a Mordor Macula (região avermelhada de tolinas). Caronte e Plutão estão em rotação síncrona (período de 6,387 dias), e o baricentro do sistema está localizado fora de Plutão, formando um sistema binário único. Sua origem seria um impacto gigante, e ela mostra sinais de atividade tectônica e criovulcanismo passado. A missão New Horizons (2015) revelou essas características.
Caronte é a maior lua de Plutão, descoberta em 1978 pelo astrônomo James Christy. Com um diâmetro de aproximadamente 1.212 km (mais da metade do de Plutão) e uma massa que representa 12% da de Plutão, é uma das maiores luas em relação ao seu planeta no Sistema Solar. Sua superfície é composta principalmente de gelo de água com traços de amônia hidratada, em contraste com Plutão, que contém mais gelos voláteis (nitrogênio, metano). A geologia de Caronte é variada: inclui o cânion Serenity Chasma (1.000 km de comprimento, 9 km de profundidade), montanhas, planícies e crateras. Uma região avermelhada no polo norte, chamada Mordor Macula, é composta de tolinas (compostos orgânicos complexos). Essas tolinas vêm de um mecanismo único no Sistema Solar: o metano que escapa da atmosfera de Plutão é capturado pela gravidade de Caronte, condensa nos polos durante seus invernos muito longos e, em seguida, é transformado em tolinas por irradiação. Caronte e Plutão estão em rotação síncrona: sempre se enfrentam. Seu baricentro (centro de massa comum) está fora de Plutão, o que faz desse duo um sistema binário único no Sistema Solar. Caronte provavelmente nasceu de um impacto gigante entre Plutão e outro objeto do Cinturão de Kuiper, e mostra sinais de atividade tectônica e criovulcanismo passado, com um provável oceano subterrâneo agora congelado. A missão New Horizons (2015) revolucionou nosso conhecimento sobre esta lua fascinante.
Caronte apresenta várias características surpreendentes e únicas. Caronte tem um diâmetro de aproximadamente 1.212 quilômetros, um pouco mais da metade do diâmetro de Plutão. É uma das maiores luas em relação ao tamanho do seu planeta no Sistema Solar. A massa de Caronte é de aproximadamente 1,586 × 1021 quilogramas, o que representa cerca de 12% da massa de Plutão.
Esta massa e diâmetro dão a Caronte uma densidade média de aproximadamente 1,70 g/cm3, significativamente menor que a de Plutão (≈1,85 g/cm3). Essa diferença indica que Caronte é proporcionalmente mais rica em gelo: sua composição interna é estimada em aproximadamente 55% de rochas silicatadas e 45% de gelo (principalmente água), em comparação com cerca de 70% de rochas para Plutão. Essa diferença de composição é uma pista importante sobre as condições de formação de Caronte.
A superfície de Caronte é composta principalmente de gelo de água, com traços de amônia hidratada e possivelmente gelo de metano. Essa composição difere da de Plutão, que contém mais gelos voláteis, como nitrogênio, metano e monóxido de carbono.
A superfície de Caronte é caracterizada por cânions profundos, montanhas, planícies e crateras. Uma das características mais notáveis é o cânion do vale Serenity, que tem um comprimento de aproximadamente 1.000 quilômetros e uma profundidade de até 9 quilômetros.
O polo norte de Caronte apresenta uma região avermelhada chamada Mordor Macula. Essa coloração provavelmente se deve à presença de tolinas, compostos orgânicos complexos formados pela irradiação de gelos de metano.
O processo por trás da Mordor Macula é único no Sistema Solar conhecido: trata-se de uma transferência de material atmosférico de um corpo para outro, sem que o corpo receptor tenha sua própria atmosfera. Esse mecanismo foi detalhado em 2016 pela equipe de Will Grundy (Observatório Lowell, missão New Horizons) a partir dos dados do sobrevoo de 2015.
A fina atmosfera de Plutão, composta principalmente de nitrogênio e metano, escapa continuamente para o espaço. Embora o nitrogênio seja o gás dominante, o metano, mais leve, escapa cerca de 500 vezes mais rápido. A uma distância de aproximadamente 19.600 km, a gravidade de Caronte intercepta uma pequena fração desse fluxo de metano.
O sistema Plutão-Caronte leva 248 anos para orbitar o Sol, e seu eixo é altamente inclinado. Isso resulta em estações extremas nos polos de Caronte: mais de um século terrestre de noite contínua, alternando com mais de um século de dia contínuo. Durante esses longos invernos polares, a temperatura da superfície cai para apenas alguns graus acima do zero absoluto (aproximadamente -257 °C), frio suficiente para que o metano capturado se condense e deposite diretamente como gelo ("aprisionamento a frio" ou cold-trapping).
Uma vez depositado, esse metano congelado é exposto à radiação ultravioleta solar e aos raios cósmicos. Essa irradiação quebra as moléculas de metano e promove sua recombinação em macromoléculas orgânicas complexas, as tolinas, cuja cor vermelho-marrom característica dá à região polar sua aparência tão peculiar. Quando as estações mudam e o polo em questão volta à luz, os gelos voláteis ainda presentes sublimam e retornam ao espaço, mas as tolinas, não voláteis, permanecem presas na superfície e se acumulam ao longo dos ciclos sazonais sucessivos.
Nota:
Este modelo também explica por que a Mordor Macula está concentrada nos polos em vez de estar distribuída por toda a superfície de Caronte: apenas as regiões polares atingem, durante seu inverno, temperaturas baixas o suficiente para prender o metano permanentemente. Observações de "Pluto-shine" (luz solar refletida por Plutão) sugerem que um segundo depósito similar existe no polo sul de Caronte, que estava na escuridão durante o sobrevoo da New Horizons em julho de 2015.
Já em 2007, observações terrestres (telescópio Gemini) haviam detectado depósitos de gelo cristalino e hidratos de amônia na superfície de Caronte. Como a radiação solar normalmente degrada esse tipo de gelo em uma forma amorfa em dezenas de milhares de anos, sua presença em forma cristalina sugeria um depósito recente, inicialmente atribuído a uma atividade criovulcânica passada (ejecção de água, amônia ou metano do interior, congelando rapidamente na superfície).
No entanto, o sobrevoo da New Horizons em 2015 não revelou nenhum criovulcão ou gêiser ativo. Pesquisas posteriores também questionaram a origem criovulcânica desses depósitos cristalinos, e alguns pesquisadores propõem, em vez disso, uma renovação passiva do gelo e da amônia do subsolo, sem erupções propriamente ditas. Portanto, a hipótese criovulcânica ainda é debatida em vez de estabelecida.
Caronte mostra sinais de atividade tectônica, com falhas e fendas que indicam que sua crosta foi fraturada por forças internas. Isso poderia ser o resultado da contração de seu oceano subterrâneo congelado ou do resfriamento e contração do interior.
Caronte e Plutão estão em rotação síncrona, o que significa que sempre apresentam a mesma face um para o outro. O período orbital de Caronte ao redor de Plutão é de 6,387 dias terrestres, o que também corresponde ao período de rotação de Caronte.
Devido ao tamanho relativamente grande de Caronte em comparação com Plutão, o centro de massa do sistema Plutão-Caronte (o baricentro) está localizado fora de Plutão. Isso o torna um sistema binário único no Sistema Solar.
É provável que Caronte tenha se formado como resultado de um impacto gigante entre Plutão e outro objeto do Cinturão de Kuiper. Os detritos dessa colisão teriam se aglutinado para formar Caronte.
Caronte pode ter tido um oceano subterrâneo de água líquida, mantido pelo calor gerado pelo decaimento de elementos radioativos. Com o tempo, esse oceano teria congelado, contribuindo para as características geológicas atuais da lua.
Ao contrário de Plutão, Caronte não possui uma atmosfera significativa. Qualquer atmosfera inicialmente presente provavelmente teria sido fraca demais para persistir nas condições de frio extremo e baixa gravidade de Caronte.
NASA Science – Caronte
Nature – A formação dos polos vermelhos de Caronte a partir de voláteis aprisionados sazonalmente no frio (Grundy et al., 2016)
arXiv – O sistema de Plutão após a New Horizons (Stern et al., 2018)
Johns Hopkins APL – Missão New Horizons
Wikipédia (EN) – Caronte (luas)
Encyclopædia Britannica – Caronte
Nature – A formação dos polos vermelhos de Caronte a partir de voláteis aprisionados sazonalmente no frio (Grundy et al., 2016)
Caronte é a maior lua de Plutão. Foi descoberta em 1978 pelo astrônomo americano James Christy, enquanto ele analisava fotografias de Plutão tiradas no Observatório Naval dos Estados Unidos. Ele notou uma pequena protuberância na borda de Plutão, que se revelou ser uma lua. Caronte foi nomeada em homenagem ao barqueiro do submundo na mitologia grega.
Caronte é excepcionalmente grande em comparação com Plutão. Seu diâmetro de aproximadamente 1.212 km é mais da metade do de Plutão (2.377 km). Sua massa representa cerca de 12% da de Plutão. Essa proporção é única no Sistema Solar, o que faz do sistema Plutão-Caronte um sistema binário: o centro de massa (baricentro) está localizado fora de Plutão.
A superfície de Caronte é composta principalmente de gelo de água, com traços de amônia hidratada e possivelmente gelo de metano. Essa composição difere da de Plutão, que contém mais gelos voláteis (nitrogênio, metano, monóxido de carbono). A superfície apresenta cânions profundos (Serenity Chasma, com até 9 km de profundidade), montanhas, planícies e crateras. No polo norte, a Mordor Macula é uma região avermelhada devido à presença de tolinas, compostos orgânicos complexos formados pela irradiação de gelos de metano.
O sistema Plutão-Caronte é um sistema binário porque o baricentro (centro de massa comum) está localizado fora de Plutão, a cerca de 960 km de sua superfície. Isso significa que tanto Plutão quanto Caronte orbitam em torno desse ponto comum em uma dança gravitacional única. Além disso, eles estão em rotação síncrona: sempre apresentam a mesma face um para o outro, o que também é o caso de Plutão em relação a Caronte. Seu período orbital comum é de 6,387 dias terrestres.
A hipótese mais provável para a formação de Caronte é um impacto gigante entre Plutão e outro objeto do Cinturão de Kuiper de tamanho comparável. Essa colisão teria ejetado detritos que subsequentemente se aglutinaram para formar Caronte. Esse cenário é semelhante ao da formação da Lua terrestre. As diferenças de composição entre Plutão e Caronte (Caronte é mais rica em gelo de água, Plutão é mais rica em voláteis) apoiam essa hipótese.
Sim, Caronte mostra sinais de atividade geológica passada:
• Atividade tectônica: Falhas, fendas e cânions (Serenity Chasma) indicam que a crosta foi fraturada, provavelmente devido à contração interna (resfriamento e congelamento de um oceano subterrâneo).
• Indícios de criovulcanismo: Criovulcões (vulcões de gelo) podem ter ejetado água, amônia ou metano que congelaram rapidamente no espaço frio.
• Oceano subterrâneo passado: Caronte pode ter abrigado um oceano de água líquida mantido pelo calor radioativo, agora congelado, o que contribuiu para seu relevo atual.
Caronte não tem uma atmosfera própria capaz de produzir tolinas por si mesma. O metano vem da atmosfera de Plutão: uma pequena fração do gás que escapa dela é capturada pela gravidade de Caronte, a cerca de 19.600 km de distância, com o metano escapando cerca de 500 vezes mais rápido que o nitrogênio, que é o gás dominante na atmosfera de Plutão. Esse metano então condensa nos polos de Caronte durante invernos extremamente longos, que excedem um século terrestre devido à lenta revolução do par Plutão-Caronte ao redor do Sol (248 anos) e sua inclinação. A radiação ultravioleta e cósmica transforma esse metano congelado em tolinas avermelhadas, que permanecem presas na superfície mesmo quando os gelos voláteis circundantes sublimam. Esse fenômeno de "pintura" de um corpo pela atmosfera de outro é único no Sistema Solar conhecido.
A sonda New Horizons (NASA) sobrevoou Plutão e Caronte em 2015, revolucionando nosso conhecimento sobre Caronte. Revelou:
• A topografia detalhada de Caronte, com cânions (Serenity Chasma) de até 9 km de profundidade e montanhas.
• A composição da superfície, dominada por gelo de água, com traços de amônia.
• A Mordor Macula, uma região avermelhada no polo norte, composta de tolinas (compostos orgânicos complexos).
• Sinais de tectônica e criovulcanismo passado.
• A ausência de uma atmosfera significativa em Caronte, ao contrário de Plutão.
• Informações precisas sobre o sistema binário e a dinâmica orbital.
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