Художественное изображение транснептунового объекта — маленького, тусклого, ледяного тела, обращающегося вокруг Солнца за орбитой Нептуна. Эти объекты настолько малы, что даже с помощью космических телескопов «Хаббл» и «Уэбб» они кажутся лишь крошечными светящимися точками. Фото: NASA, ESA, Лия Хастак (STScI)
Астрономы впервые одновременно использовали возможности космических телескопов «Хаббл» и «Джеймс Уэбб», чтобы изучить самые маленькие и тусклые ледяные тела на окраине Солнечной системы. Исследователи обнаружили 27 новых транснептуновых объектов (ТНО) и пришли к неожиданному выводу: несмотря на миллиарды лет космических странствий и столкновений, эти тела во многом сохранили свой первоначальный химический состав. Результаты исследования опубликованы в The Astronomical Journal.
Маленькие, ледяные и почти невидимые
Транснептуновые объекты находятся за орбитой Нептуна. Большинство из них — небольшие ледяные тела, оставшиеся после формирования планет. Ученые считают их своеобразными строительными блоками ранней Солнечной системы: когда-то пыль и мелкие кристаллы постепенно объединялись в планетезимали, из которых затем формировались полноценные планеты.
За орбитой Нептуна этот процесс остановился. Поэтому там до сих пор сохранилась древняя «заначка» вещества, практически не прошедшего последующие стадии планетного строительства.
Новое исследование стало самым глубоким наблюдением транснептуновых объектов на сегодняшний день. «Уэбб» работал в привычном инфракрасном диапазоне, а «Хаббл» — в видимом. Такое сочетание позволило одновременно определить размеры объектов, их орбиты и цвета, а цвет в данном случае оказался своеобразным отпечатком состава поверхности.
Самый маленький обнаруженный объект имеет диаметр около 5 км. Для сравнения: это примерно в пять раз меньше минимального размера ТНО, который удается обнаруживать наиболее чувствительным наземным телескопам. Один из объектов настолько тусклый, что его видимость исследователи сравнивают с наблюдением с Земли небольшого роя светлячков на Луне.
Расположение точек наблюдения, отображающих как JWST NIRCam (темно-синюю), так и HST (ACS в пурпурном цвете и WFC3 в светло-голубом). Зеленые радиальные линии показывают положение точек WFC3 относительно номинальной точки HST. Следы TNO 2015 GK56 выделены, чтобы показать его движение по наблюдаемым полям, при этом зеленая дорожка показывает видимое движение, наблюдаемое с JWST, а красная дорожка, наблюдаемая с HST. Два видимых следа отражают параллакс между геометриями наблюдения JWST и HST.«Горячие» и «холодные» жители «Занептунья»
Ученые разделили исследованные тела на две группы.
«Холодные» ТНО движутся по сравнительно спокойным, почти круговым орбитам в плоскости эклиптики. Считается, что они сформировались примерно там, где находятся сейчас.
«Горячие» объекты имеют гораздо более вытянутые орбиты и заметно отклоняются от плоскости Солнечной системы. Вероятно, изначально они появились ближе к Урану и Нептуну, а затем миграция гигантских планет вытолкнула их на окраину.
Астрономы предполагали, что многочисленные столкновения должны были сильно изменить поверхности маленьких тел. Но наблюдения показали обратное: маленькие ТНО сохранили те же цветовые характеристики, что и более крупные представители своих групп.
Получается довольно странная картина: космические камни могли годами носиться по Солнечной системе, менять орбиты и сталкиваться друг с другом, но при этом каким-то образом сохранили химическую «память» о своем рождении.
Есть и вторая неожиданность. Маленьких ТНО оказалось меньше, чем предсказывают некоторые модели формирования планет. Это заставляет ученых пересматривать представления о том, как именно в молодом протопланетном диске возникали планетезимали и какого размера они получались. При этом обе группы объектов имеют похожее распределение размеров, хотя формировались в разных условиях.
Снимки, сделанные с двух разных экспозиций продолжительностью ~1200 с. На каждой панели красным цветом показаны ТНО с прогнозируемым движением во время экспозиции. Большим красным квадратом обозначено местоположение объекта в начале экспозиции; маленькими красными кружками отмечены выбранные позиции во время экспозиции. Изображения отображаются в перевернутом виде в градациях серого, так что более темные пиксели указывают на более высокий поток, а белые пиксели - на более низкий поток или отсутствие существенного сигнала.Пояс Койпера уже не выглядит таким хаотичным
Результат хорошо дополняет более ранние исследования внешней Солнечной системы. Например, не так давно Hi-Tech Mail писал о структуре пояса Койпера, где астрономы нашли своеобразное «ядро» объектов с необычно упорядоченными орбитами. Исследователи обнаружили также предполагаемое «внутреннее ядро» примерно в 43 а.е. от Солнца.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
