Маленький ледяной мир, дрейфующий во внешних областях нашей Солнечной системы, может быть окутан тонкой атмосферой. Если это подтвердится, впервые будет зафиксирован подобный газовый слой на объекте такого размера.
Это открытие свидетельствует о том, что мелкие тела за орбитой Нептуна — не статичные, замерзшие реликвии, какими их считали ученые ранее. Вместо этого они могут представлять собой динамичные среды, подверженные постоянным изменениям.
Наблюдательный астроном из Национальной обсерватории Японии Ко Аримatsu и его коллеги опубликовали свои результаты 4 мая в журнале Nature Astronomy. До сих пор только Плутон оставался транснептуновым объектом с подтвержденной атмосферой. Новые наблюдения расширяют известное разнообразие объектов с атмосферой в поясе Койпера и за его пределами.
Как телескопы уловили слабый сигнал
Команда сосредоточила внимание на объекте 2002 XV93 — маленьком теле Солнечной системы, расположенном дальше от Солнца, чем Плутон. 10 января 2024 года объект прошел прямо по линии видимости к далекой звезде — явление, известное как оккультация (затмение звезды).
Используя сеть телескопов в трех различных точках Японии, астрономы с высокой точностью отслеживали это событие. Если бы 2002 XV93 представлял собой голую скалу или шар из льда, свет звезды исчез и вернулся мгновенно, словно кто-то щелкнул выключателем.
Однако данные рассказывали иную историю. Свет звезды плавно затухал и восстанавливался в течение примерно 1,5 секунды. Такое плавное затемнение указывает на то, что свет звезды прошел через среду, преломив его перед достижением Земли.
«Такое плавное затемнение лучше всего объясняется прохождением света звезды через разреженную атмосферу и его преломлением в ней», — объясняет Аримatsu.
Предполагаемая атмосфера невероятно тenuous (разрежена), ее давление составляет примерно одну десятимиллионную часть от земного. Тем не менее, ее присутствие имеет большое значение с учетом физических ограничений объекта.
Почему это открытие противоречит ожиданиям
Диаметр 2002 XV93 составляет примерно 470 километров — это Roughly (примерно) длина Гранд-Каньона. Для объекта такого размера гравитация обычно слишком слаба, чтобы удерживать газы на протяжении длительных периодов времени.
«Я был искренне удивлен», — признает Аримatsu.
Теоретические модели предполагают, что любая атмосфера на таком мелком теле должна рассеяться в космосе в течение нескольких тысяч лет, если она не пополняется постоянно. Это порождает важные вопросы об активности объекта и его истории. Наличие атмосферы подразумевает один из двух основных сценариев:
- Недавнее столкновение: Столкновение с кометой или другим ледяным телом могло недавно выбросить пыль и газ, создав временную атмосферу, которую астрономы случайно наблюдали в идеальный момент.
- Текущая геологическая активность: Объект может обладать «ледяными вулканами» (криовулканами), которые регулярно выделяют газ из недр, поддерживая атмосферу на протяжении более длительных периодов.
Нерешенные вопросы и будущие наблюдения
Хотя данные о затмении сильно поддерживают наличие атмосферы, они не дают полной картины. Одно наблюдение не может полностью исключить альтернативные объяснения, такие как облако пыли, а не газа. Кроме того, текущие данные не раскрывают химический состав атмосферы или ее вертикальное распространение над поверхностью.
Будущие наблюдения будут crucial (критически важны) для различения между гипотезами о столкновении и вулканической активности.
- Если атмосфера исчезнет в течение нескольких лет, она, вероятно, является результатом кратковременного события столкновения.
- Если она сохранится или будет меняться в зависимости от сезонов объекта, это указывает на внутренние геологические процессы, такие как криовулканизм.
Заключение
Возможная атмосфера 2002 XV93 ставит под сомнение устоявшееся представление о том, что маленькие ледяные миры в глубокой части Солнечной системы инертны. Будь то недавние столкновения или внутреннее тепло, это открытие подчеркивает, что даже самые маленькие и отдаленные объекты в нашем космическом районе могут скрывать сложные, развивающиеся среды.
