Lần đầu tiên, theo báo cáo của các nhà nghiên cứu vào ngày 01/10/2024, kính viễn vọng Webb đã phát hiện carbon dioxide (CO2) và hydro peroxide (H2O2), cả hai đều tồn tại dưới dạng băng, trên bề mặt Charon, một vật thể hình cầu có đường kính khoảng 750 dặm (1.200 km). Những phát hiện mới này bổ sung vào danh sách các hợp chất băng nước, hợp chất chứa amoniac (NH3) và vật liệu hữu cơ đã được ghi nhận trước đó trên bề mặt của Charon.
Charon, được phát hiện vào năm 1978, là vệ tinh lớn nhất so với hành tinh mà nó quay quanh trong Hệ Mặt Trời. Với đường kính bằng khoảng 1/2 và khối lượng bằng 1/8 của hành tinh lùn Pluto (sao Diêm Vương), Charon nằm trong vùng lạnh giá ở rìa ngoài của Hệ Mặt Trời, được gọi là vành đai Kuiper, xa hơn so với hành tinh xa nhất là sao Hải Vương.
Khoảng cách giữa Charon và sao Diêm Vương (Pluto) dài khoảng 12.200 dặm (19.640 km), trong khi khoảng cách trung bình giữa Trái đất và Mặt trăng là 238.855 dặm (384.400 km).
Phần lớn bề mặt của Charon có màu xám, với các vùng màu nâu đỏ ở các cực do vật liệu hữu cơ tạo thành.
Những quan sát từ Webb đã bổ sung thêm vào dữ liệu thu được từ New Horizons của NASA khi tàu thăm dò này bay qua Charon trong chuyến thám hiểm hệ sao Diêm Vương vào năm 2015. Nghiên cứu mới đã tận dụng khả năng của Webb từ kính viễn vọng được hoạt động vào năm 2021 và sẽ bắt đầu thu thập dữ liệu vào năm sau, để quan sát dải bước sóng rộng hơn so với trước đây.
Các nhà nghiên cứu cho biết, sự hiện diện của H2O2 cho thấy quá trình bức xạ mà Charon đã trải qua theo thời gian, trong khi CO2 có thể là thành phần nguyên thuỷ từ khi mặt trăng này hình thành cách đây khoảng 4,5 tỷ năm.
Hydro peroxide hình thành khi băng nước trên bề mặt Charon bị biến đổi hóa học bởi tia cực tím từ Mặt Trời và các hạt năng lượng từ gió Mặt Trời cũng như các bức xạ vũ trụ từ thiên hà.
Các nhà nghiên cứu cho biết CO2 được phát hiện bởi Webb có thể đã bị chôn vùi dưới bề mặt và lộ ra qua các vụ va chạm trên Charon. CO2 có khả năng là một phần của vật liệu nguyên thuỷ đã tạo nên sự hình thành căn nguyên của Charon và sao Diêm Vương. Việc phát hiện CO2 đã gây bất ngờ khi trước đó không phát hiện được bất kỳ dấu vết nào của nó.
Những quan sát mới về Charon giúp vẽ nên một bức tranh rộng lớn hơn về các thiên thể trong Hệ Mặt Trời. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một thiết bị của Webb gọi là Máy quang phổ cận hồng ngoại để thực hiện 4 quan sát vào năm 2022 và 2023, bao quát toàn bộ bán cầu Bắc của Charon.
