Астрономы обнаружили крайне необычный объект за орбитой Нептуна. Небольшое тело под названием 2002 XV93, расположенное в поясе Койпера, оказалось окружено тонкой атмосферой, хотя по современным представлениям такая атмосфера у него существовать не должна. Открытие уже называют одним из самых неожиданных результатов исследований внешней части Солнечной системы за последние годы.
Объект 2002 XV93 относится к классу так называемых «плутино» — тел, находящихся в орбитальном резонансе 2:3 с Нептуном. Это означает, что пока Нептун совершает три оборота вокруг Солнца, объект делает два. К этому же классу относится и Плутон. Однако размеры 2002 XV93 значительно меньше: его диаметр составляет около 500 километров. Для сравнения, диаметр Плутона превышает 2300 километров.
До этого открытия считалось, что устойчивые атмосферы во внешней части Солнечной системы могут удерживать только сравнительно крупные объекты вроде Плутона или Эриды. Причина проста: слабая гравитация маленьких тел не способна долго удерживать газ. Особенно в условиях крайне низких температур и почти полного отсутствия солнечного нагрева на расстоянии десятков астрономических единиц от Солнца.
Атмосферу обнаружили методом покрытия звезды. 10 января 2024 года 2002 XV93 прошёл перед далёкой звездой, а японские астрономы наблюдали это событие сразу несколькими телескопами. Если бы объект не имел атмосферы, свет звезды исчез бы резко. Однако исследователи увидели постепенное ослабление света — именно такой эффект возникает, когда звёздный свет проходит через слой газа вокруг небесного тела.
Полученные данные указывают, что атмосфера чрезвычайно разреженная. Её давление оценивается примерно в 100–200 нанобар. Это в миллионы раз меньше атмосферного давления на Земле и примерно в 50–100 раз меньше, чем у атмосферы Плутона.
Главная проблема состоит в том, что у 2002 XV93 пока не обнаружены необходимые запасы летучих веществ, которые могли бы поддерживать атмосферу. У Плутона атмосфера формируется благодаря испарению замёрзшего азота, метана и угарного газа при приближении к Солнцу. Однако наблюдения космического телескопа James Webb не выявили на поверхности 2002 XV93 следов подобных льдов.
Это поставило исследователей перед серьёзной загадкой. Сейчас рассматриваются две основные версии происхождения атмосферы.
Первая гипотеза связана с криовулканизмом. Предполагается, что внутри объекта могут существовать процессы, при которых через трещины наружу выбрасываются летучие вещества или водяной лёд — своеобразные «ледяные вулканы». Если такая активность действительно происходит, то атмосфера может постоянно пополняться из внутренних резервуаров. Подобные процессы ранее предполагались для некоторых спутников планет-гигантов, но для столь маленького тела это было бы крайне неожиданно.
Вторая версия предполагает недавнее столкновение с другим объектом пояса Койпера. Удар мог выбросить в космос большое количество вещества, часть которого временно образовала газовую оболочку. Однако расчёты показывают, что такая атмосфера должна быстро рассеяться — возможно, менее чем за тысячу лет. По астрономическим меркам это чрезвычайно короткий срок. Это означает, что столкновение должно было произойти совсем недавно.
Открытие особенно интересно тем, что оно указывает на возможную геологическую активность даже у небольших тел во внешней части Солнечной системы. Долгое время считалось, что такие объекты представляют собой практически неизменные ледяные остатки эпохи формирования планет. Теперь появляется вероятность, что некоторые из них могут быть гораздо более динамичными.
Учёные планируют новые наблюдения 2002 XV93, в том числе с использованием космического телескопа James Webb. Главная задача — определить химический состав атмосферы и понять, насколько она стабильна. Если атмосфера исчезнет при последующих наблюдениях, это усилит версию о недавнем столкновении. Если же она сохранится, то более вероятным станет сценарий с внутренней активностью объекта.
Фактически 2002 XV93 уже заставил пересмотреть представления о том, какие тела способны удерживать атмосферу на окраинах Солнечной системы. И это особенно важно для понимания ранней истории планетной системы, поскольку объекты пояса Койпера считаются своеобразными «капсулами времени», сохранившими вещество времён формирования Солнца и планет около 4,5 миллиарда лет назад.
Источники:
Статья создана по материалам Phys.Org
