|
Удалённые объекты Солнечной системы помнят прошлое
|
|
|
|
Впервые учёные объединили возможности космических телескопов «Хаббл» и «Джеймс Уэбб» для изучения некоторых из самых удалённых тел в нашей Солнечной системе — транснептуновых объектов (ТНО). Некоторые из них являются самыми маленькими и тусклыми из всех, что когда-либо удавалось увидеть невооружённым глазом. Исследователи неожиданно обнаружили, что малых ТНО меньше, чем ожидалось, и что их цвет соответствует тому же распределению, что и у их более крупных собратьев.
|
|
|
|
Эти объекты, как правило, представляют собой небольшие тусклые ледяные тела, вращающиеся вокруг Солнца за орбитой Нептуна. Большинство из них более чем в 100 миллионов раз тусклее объектов, видимых невооружённым глазом. В двух взаимодополняющих статьях, опубликованных во вторник в журнале The Astronomical Journal, учёные проанализировали цвет, состав и распределение по размерам 27 недавно открытых крошечных тусклых ТНО.
|
|
|
|
Этот класс малых тел позволяет лучше всего изучить раннюю стадию формирования планет, когда диск из пыли и мелких камней, вращающийся вокруг Солнца, слился в «планетезимали» размером с город — твёрдые строительные блоки, которые, соединяясь, образуют планеты, — но ещё не превратился в полноценные планеты. За пределами Нептуна эта вторая стадия так и не произошла, оставив после себя замороженную популяцию планетезималей.
|
|
|
|
|
|
|
В ходе самого масштабного на сегодняшний день исследования TNO команды, возглавляемые докторами наук из Университета Виктории в Канаде и Университета Северной Аризоны во Флагстаффе, под руководством Национального исследовательского совета Канады, исследовали участок неба одновременно с Хабблом, наблюдая за видимым светом TNO, и Уэббом, наблюдая за их инфракрасный свет. Исследователи измерили цвета объектов, которые являются своего рода отпечатками пальцев на поверхности, а также их размеры и определили их орбиты.
|
|
|
|
В ходе скоординированных наблюдений команды изучали два разных типа TNO. Первые, динамически "холодные" ТНО, находятся на своих первоначальных, относительно круговых орбитах вокруг Солнца в плоскости Солнечной системы. Второй тип, динамически "горячие" ТНО, сформировался между текущими местоположениями Урана и Нептуна, но был вытеснен к их нынешним местоположениям, когда внешние газовые гиганты мигрировали в начале истории Солнечной системы. Сегодня они вращаются по сильно вытянутым эллиптическим орбитам и перемещаются в плоскости нашей Солнечной системы и за ее пределы.
|
|
|
|
До этих наблюдений астрономы полагали, что небольшие ТНО, принадлежащие как к горячей, так и к холодной популяциям, должны были подвергаться многочисленным столкновениям, изменяющим их поверхность по сравнению с более крупными ТНО. Но наблюдения показали, что это не так. Вместо этого малые тела выглядят так же, как и их более крупные собратья. Это означает, что столкновения не приводят к значительным изменениям поверхности — возможно, потому, что столкновений происходит меньше, чем ожидалось, или потому, что транснептуновые объекты каким-то образом сохраняют свой изначальный состав, сформировавшийся до столкновений. Исследователи всё ещё пытаются разгадать эту загадку.
|
|
|
|
«Можно представить себе сценарий, при котором в результате столкновений и дробления состав поверхности менялся бы, и тогда мы бы увидели, что у малых транснептуновых объектов поверхность другого цвета, чем у их более крупных собратьев. Поэтому очень интересно, что самые маленькие объекты каким-то образом «помнят» и сохраняют информацию о том, как они образовались», — говорит Анастасия Морган, аспирантка Университета Северной Аризоны, которая руководила исследованием цвета и состава транснептуновых объектов.
|
|
|
|
«Эти динамически «горячие» транснептуновые объекты сохраняют информацию о том, где они образовались, несмотря на то, что с тех пор их орбиты претерпели значительные изменения», — говорит соавтор исследования Дэвид Триллинг из Университета Северной Аризоны.
|
|
|
|
И «горячие», и «холодные» популяции, по всей видимости, сохранили тот же цвет, что и при формировании, практически не изменившись с момента зарождения Солнечной системы.
|
|
|
|
Данные телескопа «Джеймс Уэбб» также позволили исследователям подсчитать количество объектов каждого размера. Они обнаружили, что общее распределение по размерам в обеих популяциях на удивление схоже.
|
|
|
|
«Очень интересно, что в процессе формирования планетезималей распределение по размерам как для холодных, так и для горячих популяций оказывается одинаковым, несмотря на то, что они формировались в разных областях ранней Солнечной системы. Этот процесс, по-видимому, не зависит от состояния диска и приводит к образованию планетезималей одинакового размера вне зависимости от того, горячий диск или холодный, плотный или разреженный», — говорит аспирантка Университета Виктории Мариэль Эдуардо, возглавлявшая исследование распределения по размерам.
|
|
|
|
Исследователи также обнаружили меньше таких очень маленьких тел, чем ожидалось, исходя из некоторых моделей формирования планет. «Уэбб» открыл 27 новых, очень тусклых транснептуновых объектов, в том числе один настолько тусклый, что его можно было бы увидеть, только если бы вы стояли на Земле и наблюдали за роем светлячков на Луне. Самый маленький из обнаруженных объектов имеет диаметр около 5 километров (3 мили), что примерно в пять раз меньше того, что можно увидеть в самые чувствительные наземные телескопы.
|
|
|
|
Этот проект был бы невозможен без совместной работы «Хаббла» и «Уэбба» по обнаружению и изучению транснептуновых объектов. Благодаря тому, что «Хаббл» чувствителен к видимому свету, а «Уэбб» — к инфракрасному излучению, эти космические телескопы дают больше информации, чем каждый из них по отдельности.
|
|
|
|
Источник
|
