Вчені виявили, що невелике крижане тіло, розташоване у віддаленому Поясі Койпера, має атмосферу. Це відкриття кидає виклик усталеним уявленням про те, які небесні тіла здатні утримувати газові оболонки. Об’єкт, офіційно позначений як (612533) 2002 XV93, значно менший за Плутон: його діаметр становить менше 500 кілометрів. Незважаючи на скромні розміри та екстремальну віддаленість від Сонця, він зберігає тонкий шар газу, який заломлює світло зірок, відкриваючи нові перспективи для розуміння динаміки летючих речовин у зовнішній частині Сонячної системи.
Несподіване покриття зірки
Виявлення стало можливим завдяки рідкісному астрономічному явищу, відомому як окультація (покриття зірки). 10 січня 2024 об’єкт 2002 XV93 пройшов точно по лінії зору між спостерігачем і далекою зіркою. Команда на чолі з “До Арімацу” з Кіотського університету спостерігала за цією подією з трьох різних точок у Японії.
В умовах вакууму світло зірки зникло б і знову з’явилося майже миттєво, коли об’єкт закриє її і потім відкриє. Проте спостереження показали іншу картину. Світло зірки поступово згасало і відновлювалося протягом приблизно 1,5 секунди. Такий повільний перехід вказував на те, що світло зірок переломлювалося, тобто викривлялося, середовищем, навколишнім об’єктом, — розрідженою атмосферою.
Примарна оболонка
Атмосфера, виявлена навколо 2002 року XV93, неймовірно розріджена. Дослідники оцінюють тиск на поверхні в діапазоні від 100 до 200 нанобар. Для розуміння масштабу:
* Вона приблизно в 5–10 мільйонів разів тонша, ніж атмосфера Землі.
* Вона приблизно в 50-100 разів тонша, ніж і без того тендітна атмосфера Плутона.
«Дихати нею неможливо, вітру від неї не відчуєш, і вона нічим не нагадує земне небо, — пояснює Арімацу. — Однак з наукової точки зору вона не є нікчемною, оскільки навіть така тонка атмосфера помітно заломлює світло зірок, і це свідчить про наявність чи надходження летючих газів навколо дуже маленького крижаного тіла».
Хоча команда не змогла безпосередньо проаналізувати хімічний склад газу, вони визначили найімовірніші компоненти. Враховуючи крижані температури зовнішньої частини Сонячної системи, атмосфера, ймовірно, складається з метану, азоту та чадного газу — речовин, що досить летких, щоб перебувати в газоподібному стані в таких екстремальних умовах.
Виклик загальноприйнятим поглядам
Це відкриття ставить серйозні питання природі малих тіл Сонячної системи. Досі виявлені атмосфери асоціювалися в першу чергу з планетами, карликовими планетами та великими супутниками. Наявність атмосфери у такого невеликого об’єкта, як 2002 XV93, передбачає, що наше розуміння утримання та формування атмосфер може вимагати перегляду.
2002 XV93 відноситься до групи об’єктів, відомих як плутино, які знаходяться в стабільному орбітальному резонансі з Плутоном (здійснюючи три обороти навколо Сонця за кожні два обороти Нептуна). Існування атмосфери тут передбачає, що такі процеси, як дегазація з надр, вулканічна активність або навіть недавні космічні зіткнення можуть активно поповнювати запаси газів на цих малих світах.
Бен Монте з Університету Нового Південного Уельсу наголошує на значущості цього відкриття: «Атмосфера існує, але ми не розуміємо, чому… Це безперечно кидає виклик припущенню про те, що навіть тонка, транзиторна атмосфера не може існувати на тілі настільки малого розміру».
Чому це важливо
Це відкриття зміщує межі того, що ми вважаємо «активним» у Сонячній системі. Воно передбачає, що “малі крижані тіла – це не просто статичні замерзлі камені”, але можуть мати динамічне поверхневе середовище, кероване внутрішніми або зовнішніми силами. У міру того, як астрономи продовжують вивчати Пояс Койпера, такі відкриття підкреслюють складність цих віддалених світів і натякають на різноманітність способів формування та збереження атмосфер, навіть у найменших масштабах.
