Новая работа объясняет, почему северное и южное полушария Харона так резко отличаются друг от друга. Харон остается одним из самых малоизученных крупных тел Солнечной системы: его близко видела только станция New Horizons во время пролета системы Плутона в июле 2015 года.
Интерес к Харону связан не только с редкими снимками. Это крупнейший спутник относительно своей планеты-карлика: его диаметр примерно вдвое меньше диаметра Плутона, а масса составляет около одной восьмой массы Плутона. Такая пара дает удобный тест для моделей формирования ледяных спутников во внешней Солнечной системе.
Команда из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе проверила старую гипотезу о замедлении вращения Харона. Еще с 1970-х годов ученые предполагали, что необычные разломы у экватора могли появиться, когда спутник сначала вращался быстро, а затем постепенно перешел к нынешнему синхронному состоянию.
В расчетах исследователи сосредоточились на области Oz Terra в северном полушарии. Там рельеф гористый и сильно разломанный, в отличие от более гладкой южной равнины Vulcan Planitia. Компьютерные модели показали, что ранняя ледяная кора Харона могла иметь толщину около 30-36 км, а период вращения составлял примерно 14,3 часа.
Сейчас Харон делает оборот примерно за 6,4 суток, то есть за 153,3 часа. Если модель верна, в ранней истории он вращался более чем в десять раз быстрее. Замедление должно было создавать напряжения в коре, которые оставили систему тектонических провинций и разломов, видимых на снимках New Horizons.
Авторы также связывают этот сценарий с холодным началом Харона и считают, что замедление произошло до возможного криовулканизма. Это важно для хронологии: сначала кора испытала глобальное сжатие и растяжение из-за изменения вращения, а уже потом могли появиться поздние процессы, которые сгладили южные районы.
Работа не закрывает вопрос о полной тепловой истории Харона, но дает проверяемую механическую схему. По форме разломов, толщине коры и распределению горных областей можно восстанавливать, как менялись ледяные спутники Плутона, а затем сравнивать этот подход с лунами Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна.
