Учені не знають, як це пояснити: крихітний об'єкт за орбітою Нептуна має атмосферу

Чому знахідка в поясі Койпера вважається неможливою?

У глибокому космосі, за межами орбіти Нептуна, астрономи натрапили на крихітний світ, який кидає виклик нашому розумінню небесних тіл. Цей загадковий об'єкт, відомий під офіційним номером (612533) 2002 XV93, має діаметр лише близько 500 кілометрів. З погляду астрофізики, він надто малий, щоб його слабка гравітація могла утримувати атмосферу протягом тривалого часу, проте результати спостережень свідчать про зворотне, йдеться у дослідженні, яке з'явилося в Nature Astronomy.

Об'єкт 2002 XV93 належить до класу плутино – малих тіл, що рухаються орбітою, подібною до траєкторії Плутона. Він перебуває у резонансі з Нептуном і розташований на відстані, що у 40 разів перевищує дистанцію від Землі до Сонця.

На момент дослідження цей "космічний сніжок" знаходився на відстані понад 5,5 мільярда кілометрів від нас. Такі об'єкти вважаються своєрідним викопним літописом ранньої Сонячної системи, оскільки вони зберігають інформацію про її первинний склад.

Дослідити такі тіла надзвичайно важко через їхню віддаленість та низьку відбивну здатність. Проте у січні 2024 року групі астрономів під керівництвом Ко Арімацу з Національної астрономічної обсерваторії Японії (NAOJ) посміхнулася вдача. Вони спостерігали рідкісне явище – зоряне покриття, коли об'єкт 2002 XV93 пройшов прямо перед далекою зіркою, на мить затьмаривши її світло.

Спостереження проводилися з трьох різних локацій у Японії. Якби це була просто гола скеля, світло зірки зникло б миттєво і так само різко з'явилося б знову. Натомість вчені зафіксували поступове згасання та повернення світла протягом приблизно 1,5 секунди до і після повного перекриття зорі.

Порівняння покриття з атмосферою та без неї: дивіться відео

Ці дані узгоджуються з ослабленням світла через атмосферу,
– зазначають дослідники у статті.

За підрахунками вчених, атмосфера 2002 XV93 у 5 – 10 мільйонів разів тонша за земну і у 50 – 100 разів розрідженіша, ніж атмосфера Плутона. Найімовірніше, вона складається з метану, азоту або монооксиду вуглецю. Найбільш приголомшливим є те, що така тонка оболонка має зникнути за кілька сотень або тисячу років. Це означає, що вона або щойно утворилася, або постійно поповнюється.

Це відкриття свідчить про те, що традиційне уявлення, згідно з яким глобальні щільні атмосфери формуються лише навколо великих планет, має бути переглянуте,
– прокоментував Ко Арімацу.

Він додає, що знахідка була "справді несподіваною" і ставить під сумнів теорію, що атмосфери є прерогативою лише планет-гігантів, карликових планет або великих супутників.

Звідки там атмосфера?

Наразі вчені розглядають два основні сценарії:

• Перший – зіткнення з кометою, яке вивільнило газ, створивши тимчасову атмосферу.
• Другий – наявність активних кріовулканів, які викидають леткі речовини з надр об'єкта.

Алан Стерн, провідний науковець місії NASA New Horizons, який не брав участі в дослідженні, зазначив: "Це дивовижна подія, але вона гостро потребує незалежної перевірки. Наслідки є глибокими, якщо це підтвердиться".

У майбутньому перевірити склад цієї загадкової оболонки допоможе космічний телескоп Джеймса Вебба. Хоча, як пише Phys.org, раніше телескоп буде спостерігав за цим об'єктом і не виявив на ньому газів, схоже, потрібні нові спостереження.

Вам також буде цікаво дізнатися: що таке Пояс Койпера?

Пояс Койпера – це величезна область у нашій Сонячній системі, що розташована за орбітою Нептуна. Вона схожа на головний пояс астероїдів, але значно більша за розмірами: у десятки разів ширша та в сотні разів масивніша. Цей простір заповнений залишками матеріалу, що утворився під час формування планет близько 4,5 мільярда років тому.

Пояс Койпера / Фото Vito Technology

На відміну від поясу астероїдів, який складається переважно з каміння та металів, більшість об'єктів у поясі Койпера – це крижані тіла. Вони містять замерзлу воду, аміак, метан та інші сполуки. Саме звідси походить багато короткоперіодичних комет, які час від часу наближаються до Сонця.

Найвідомішим мешканцем цієї області є Плутон, якого колись вважали дев'ятою планетою, а тепер класифікують як карликову планету. Крім нього, у поясі Койпера існують сотні тисяч інших об'єктів, а також мільйони дрібних крижаних фрагментів. Вивчення цієї зони допомагає вченим краще зрозуміти початкові етапи розвитку нашої зоряної системи.