Крихітний крижаний світ за межами Плутона дивує вчених наявністю тонкої атмосфери.
Астрономи виявили тонку атмосферу навколо невеликого крижаного світу, розташованого далеко за межами орбіти Плутона. Це відкриття кидає виклик усталеним уявленням про зовнішню частину Сонячної системи. Об’єкт, що одержав позначення (612533) 2002 XV93, є транснептуновим об’єктом (ТНО) діаметром близько 500 кілометрів.
Відповідно до загальноприйнятих наукових моделей, тіла такого розміру і температури занадто холодні і мають занадто слабку гравітацію, щоб утримувати атмосферу. Однак дані, зібрані групою дослідників під керівництвом професора До Аріматсу з Астрономічної обсерваторії Ішигакідзіма, говорять про інше. Результати, опубліковані в журналі Nature Astronomy, вказують на те, що цей віддалений крижаний об’єкт має тимчасову атмосферу, що викликає нові питання про геологічну активність у найвіддаленіших куточках нашої планетної системи.
Рідкісна зіркова окультація
Виявлення стало можливим завдяки явищу, відомому як зіркова окультація. 10 січня 2024 року об’єкт 2002 XV93 пройшов точно між Землею та далекою фоновою зіркою. У міру того, як об’єкт перетинав промінь зору до зірки, астрономи відстежували зміни в зоряному світлі.
Якби об’єкт мав тверду поверхню без атмосфери, світло зірки зникло б миттєво. Натомість світло поступово згасало перед повним зникненням. Це плавне затемнення вказує на те, що зоряне світло пройшло через шар газу – атмосферу – перш ніж було заблоковано твердим тілом.
Для порівняння: 2002 XV93 значно менший за Плутон, діаметр якого становить 2377 кілометрів. Хоча відомо, що Плутон має тонку атмосферу, попередні дослідження інших ТНО не давали позитивних результатів. Більшість вчених вважали, що екстремальний холод і слабка гравітація цих віддалених світів призводять до того, що будь-які гази або замерзають на поверхні, або випаровуються в космос.
Миттєве явище
Атмосфера, виявлена навколо 2002 р. XV93, не є постійним явищем. Розрахунки показують, що вона розсіється менш ніж за 1000 років, якщо її не поповнювати безперервно. Це означає, що атмосфера була сформована або оновлена нещодавно в астрономічному масштабі часу.
Однак джерело цього газу залишається загадкою. Спостереження Космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST) не виявили жодних слідів замерзлих газів на поверхні, які могли б сублімуватись (переходити з твердого стану відразу в газоподібний) та живити атмосферу. Це виключає просте пояснення: нагрівання поверхневого льоду сонячним світлом.
Дві основні теорії
Оскільки сублімація поверхні малоймовірна, дослідники пропонують два альтернативні механізми існування атмосфери:
- Кріовулканічна активність : Внутрішня подія могла винести заморожені або рідкі гази з глибин об’єкта на поверхню. Це передбачає, що 2002 XV93 може все ще бути геологічно активним, що є дивовижною якістю для такого маленького та віддаленого тіла.
- Недавнє зіткнення : Комета або крижане тіло могли зіткнутися з 2002 XV93, вивільнивши захоплені гази та створивши тимчасову атмосферу.
«Це відкриття показує, що навіть ТНО розміром кілька сотень кілометрів може мати, нехай і тимчасово, атмосферу, що ставить під сумнів стандартні сценарії утримання летючих речовин», — підсумували автори дослідження.
Чому це важливо
Це відкриття змушує переглянути наше розуміння малих планет у зовнішній частині Сонячної системи. Воно передбачає, що частина віддалених крижаних світів може мати атмосфери, що потенційно підтримуються продовжується внутрішньою активністю або утворюються в результаті недавніх зіткнень.
Якщо маленькі, холодні тіла здатні утримувати атмосфери, це означає, що межа між «мертвими» камінням та динамічними світами розмита сильніше, ніж передбачалося раніше. Для розрізнення кріовулканізму і походження атмосфери в результаті зіткнень потрібні подальші спостереження, але поки 2002 XV93 є доказом несподіваної складності віддалених рубежів Сонячної системи.
