«Габбл» і «Вебб» виявили віддалені об’єкти Сонячної системи, які «пам’ятають» минуле

Об′єднавши можливості двох космічних телескопів вчені дослідили деякі з найвіддаленіших об’єктів нашої Сонячної системи, які дають найкраще уявлення про ранню стадію формування планет.

Про це розповідають в NASA, передають OstanniPodii.com.

Транснептунові об’єкти (ТНО), як правило, є невеликими, тьмяними, крижаними тілами, що обертаються навколо Сонця за межами орбіти Нептуна. Більшість з них у понад 100 мільйонів разів тьмяніші за об’єкти, видимі неозброєним оком. У двох взаємодоповнювальних статтях, опублікованих 8 вересня в «The Astronomical Journal», наукові команди проаналізували колір, склад та розподіл за розмірами 27 нещодавно відкритих крихітних і тьмяних ТНО.

Цей клас малих тіл дає найкраще уявлення про ранню стадію формування планет, коли диск з пилу та каменів на орбіті навколо Сонця зливався в «планетезималі» розміром з місто — тверді будівельні блоки, що згущуючись, утворюють планети. За межами орбіти Нептуна стадія перетворення планетезималей в повнорозмірні світи так і не відбулася, залишивши після себе їх заморожену популяцію.

У рамках найглибшого на сьогодні дослідження ТНО, команда з кількох наукових установ дослідила ділянку неба за допомогою телескопа «Габбл», спостерігаючи за видимим світлом ТНО, та телескопа «Вебб», спостерігаючи за їхнім інфрачервоним випромінюванням. Вони виміряли кольори об’єктів, що є вказівником на склад поверхні, а також їхні розміри та визначили їхні орбіти.

Під час скоординованих спостережень вчені досліджували два різні типи ТНО. Перший тип — динамічно «холодні» ТНО — перебуває на своїх первинних, відносно кругових орбітах навколо Сонця у площині Сонячної системи. Другий тип — динамічно «гарячі» ТНО — утворився між сучасними положеннями Урана та Нептуна, але був виштовхнутий назовні, де вони знаходяться сьогодні, коли зовнішні газові гіганти мігрували на ранньому етапі історії Сонячної системи. Сьогодні вони перебувають на сильно еліптичних орбітах і рухаються в площині нашої Сонячної системи та поза нею.

До цих спостережень астрономи вважали, що дрібні ТНО як із «гарячої», так і з «холодної» популяцій зазнали б численних зіткнень, що змінило б їхні поверхні порівняно з більшими ТНО. Однак спостереження показали інше. Натомість дрібні тіла виглядають так само як і їхні більші аналоги. Це означає, що зіткнення не змінюють поверхні суттєво — можливо, через те, що зіткнень відбувається менше, ніж очікувалося, або тому, що ТНО якимось чином зберігають свій первинний, дозіткневий склад. Науковці досі намагаються розгадати цю загадку.

«Можна уявити собі сценарій, за якого зіткнення та фрагментація змінили б склад поверхні, і тоді ми б побачили інший колір поверхні у крихітних ТНО порівняно з їхніми більшими побратимами. Тож справді захопливо бачити, що найменші об’єкти якимось чином «пам’ятають» і зберігають історію свого походження», — сказала аспірантка Північного університету Аризони Анастасія Морган, яка очолювала дослідження кольору та складу.

«Ці динамічно «гарячі» ТНО зберігають сліди місця свого народження, хоча з того часу їхні орбіти зазнали значних змін», — зазначив співавтор дослідження Девід Триллінг з Північного університету Аризони.

Схоже що як «гарячі», так і «холодні» популяції зберігають ті самі кольори, що й на момент їхнього утворення, майже не змінившись з часу народження Сонячної системи.

Дані «Вебба» також дозволили дослідникам виміряти кількість об’єктів кожного розміру. Вони виявили, що загальний розподіл за розмірами для обох популяцій був напрочуд схожим.

«Дуже цікаво, що процес формування планетезималей у підсумку дає однаковий розподіл розмірів як для «холодних», так і для «гарячих» популяцій, попри те, що вони утворюються в різних регіонах ранньої Сонячної системи. Цей процес, схоже що, не залежить від умов у диску, утворюючи планетезималі подібних розмірів незалежно від того, чи диск гарячий, чи холодний, щільний чи пухкий», — зазначила аспірантка Університету Вікторії Маріель Едуардо, яка очолювала дослідження розподілу за розмірами.

Дослідники також виявили менше таких дуже малих тіл, ніж очікували на основі деяких моделей формування планет. «Вебб» відкрив 27 нових, надзвичайно тьмяних ТНО, один з яких настільки тьмяний, що це еквівалентно тому, ніби перебуваючи на Землі, бачити на Місяці невеликий рій світлячків. Найменше зі спостережених тіл має діаметр близько 5 кілометрів, що приблизно в п’ять разів менше, ніж те, що можна виявити за допомогою найчутливіших наземних телескопів.

В NASA зазначили, що цей проєкт був би неможливим без спільної роботи телескопів «Габбл» і «Вебб» з виявлення та характеристики цих ТНО. Завдяки чутливості «Габбла» у видимому світлі та «Вебба» в інфрачервоному діапазоні ці космічні телескопи дають більше інформації, ніж кожен з них окремо.

• космічний телескоп Хаббла
• телескоп Вебба
• Сонячна система