Крихітний сусід Плутона може мати атмосферу, що ставить під сумнів уявлення про далекий космос.
Маленький крижаний світ, що дрейфує у зовнішніх областях нашої Сонячної системи, може бути оповитий тонкою атмосферою. Якщо це підтвердиться, вперше буде зафіксовано такий газовий шар на об’єкті такого розміру.
Це відкриття свідчить у тому, що дрібні тіла за орбітою Нептуна — не статичні, замерзлі реліквії, якими вважали вчені раніше. Натомість вони можуть являти собою динамічні середовища, схильні до постійних змін.
Спостережний астроном з Національної обсерваторії Японії Ко Аримatsu та його колеги опублікували свої результати 4 травня у журналі Nature Astronomy. Досі тільки Плутон залишався транснептуновим об’єктом із підтвердженою атмосферою. Нові спостереження розширюють відоме розмаїття об’єктів з атмосферою в поясі Койпера та за його межами.
Як телескопи вловили слабкий сигнал
Команда зосередила увагу на об’єкті 2002 XV93 — маленькому тілі Сонячної системи, розташованому далі від Сонця, ніж Плутон. 10 січня 2024 року об’єкт пройшов прямо по лінії видимості до далекої зірки – явище, відоме як окультація (затемнення зірки).
Використовуючи мережу телескопів у трьох різних точках Японії, астрономи з високою точністю відстежували цю подію. Якби 2002 XV93 був голою скелею або кулею з льоду, світло зірки зникло і повернулося миттєво, наче хтось клацнув вимикачем.
Однак дані розповідали іншу історію. Світло зірки плавно згасало і відновлювалося протягом приблизно 1,5 секунди. Таке плавне затемнення вказує на те, що світло зірки пройшло через середу, переломивши його перед досягненням Землі.
«Таке плавне затемнення найкраще пояснюється проходженням світла зірки через розріджену атмосферу та її заломленням у ній», — пояснює Аріматсу.
Передбачувана атмосфера неймовірно tenuous (розріджена), її тиск становить приблизно одну десятимільйонну частину від земного. Проте її присутність має велике значення з урахуванням фізичних обмежень об’єкта.
Чому це відкриття суперечить очікуванням
Діаметр 2002 XV93 становить приблизно 470 кілометрів – це Roughly (приблизно) довжина Гранд-Каньйону. Для об’єкта такого розміру гравітація зазвичай занадто слабка, щоб утримувати газ протягом тривалих періодів часу.
“Я був щиро здивований”, – визнає Аріматсу.
Теоретичні моделі припускають, що будь-яка атмосфера на такому дрібному тілі має розвіятись у космосі протягом кількох тисяч років, якщо вона не поповнюється постійно. Це породжує важливі питання про активність об’єкта та його історію. Наявність атмосфери має на увазі один із двох основних сценаріїв:
- Недавнє зіткнення: Зіткнення з кометою або іншим крижаним тілом могло нещодавно викинути пил та газ, створивши тимчасову атмосферу, яку астрономи випадково спостерігали в ідеальний момент.
- Поточна геологічна активність: Об’єкт може мати «крижані вулкани» (кріовулкани), які регулярно виділяють газ з надр, підтримуючи атмосферу протягом більш тривалих періодів.
Невирішені питання та майбутні спостереження
Хоча дані про затемнення сильно підтримують наявність атмосфери, не дають повної картини. Одне спостереження може повністю виключити альтернативні пояснення, такі як хмара пилу, а чи не газу. Крім того, поточні дані не розкривають хімічний склад атмосфери або її вертикальне розповсюдження над поверхнею.
Майбутні спостереження будуть crucial (критично важливі) для розрізнення гіпотез про зіткнення і вулканічної активності.
- Якщо атмосфера зникне протягом кількох років, вона, ймовірно, є результатом короткочасної події зіткнення.
- Якщо вона збережеться або змінюватиметься залежно від сезонів об’єкта, це вказує на внутрішні геологічні процеси, такі як кріовулканізм.
Висновок
Можлива атмосфера 2002 XV93 ставить під сумнів устале уявлення про те, що маленькі крижані світи в глибокій частині Сонячної системи інертні. Будь то недавні зіткнення або внутрішнє тепло, це відкриття підкреслює, що навіть найменші і найвіддаленіші об’єкти в нашому космічному районі можуть приховувати складні середовища.
