«Хаббл» и «Уэбб» обнаружили отдаленные объекты Солнечной системы, которые «помнят» прошлое

Объединив возможности двух космических телескопов, ученые исследовали некоторые из самых отдаленных объектов нашей Солнечной системы, которые дают наилучшее представление о ранней стадии формирования планет.

Об этом рассказывают в NASA, передают OstanniPodii.com.

Транснептуновые объекты (ТНО), как правило, представляют собой небольшие, тусклые, ледяные тела, вращающиеся вокруг Солнца за пределами орбиты Нептуна. Большинство из них более чем в 100 миллионов раз тусклее объектов, видимых невооруженным глазом. В двух взаимодополняющих статьях, опубликованных 8 сентября в «The Astronomical Journal», научные группы проанализировали цвет, состав и распределение по размерам 27 недавно открытых крошечных и тусклых ТНО.

Этот класс малых тел дает наилучшее представление о ранней стадии формирования планет, когда диск из пыли и камней на орбите вокруг Солнца сливался в «планетезимали» размером с город — твердые строительные блоки, которые, сгущаясь, образуют планеты. За пределами орбиты Нептуна стадия превращения планетезималей в полноразмерные миры так и не состоялась, оставив после себя их «замороженную» популяцию.

В рамках самого глубокого на сегодняшний день исследования ТНО команда из нескольких научных учреждений исследовала участок неба с помощью телескопа «Хаббл», наблюдая за видимым светом ТНО, и телескопа «Уэбб», наблюдая за их инфракрасным излучением. Они измерили цвета объектов, что является индикатором состава поверхности, а также их размеры и определили их орбиты.

В ходе скоординированных наблюдений ученые исследовали два разных типа ТНО. Первый тип — динамически «холодные» ТНО — находится на своих первоначальных, относительно круговых орбитах вокруг Солнца в плоскости Солнечной системы. Второй тип — динамически «горячие» ТНО — образовался между современными положениями Урана и Нептуна, но был вытолкнут наружу, где они находятся сегодня, когда внешние газовые гиганты мигрировали на раннем этапе истории Солнечной системы. Сегодня они находятся на сильно эллиптических орбитах и движутся в плоскости нашей Солнечной системы и за ее пределами.

До этих наблюдений астрономы полагали, что мелкие ТНО как из «горячей», так и из «холодной» популяций подверглись бы многочисленным столкновениям, что изменило бы их поверхности по сравнению с более крупными ТНО. Однако наблюдения показали иное. Напротив, мелкие тела выглядят так же, как и их более крупные аналоги. Это означает, что столкновения не изменяют поверхность существенно — возможно, из-за того, что столкновений происходит меньше, чем ожидалось, или потому, что ТНО каким-то образом сохраняют свой первоначальный, достолкновительный состав. Учёные до сих пор пытаются разгадать эту загадку.

«Можно представить себе сценарий, при котором столкновения и фрагментация изменили бы состав поверхности, и тогда мы бы увидели другой цвет поверхности у крошечных ТНО по сравнению с их более крупными собратьями. Поэтому действительно увлекательно видеть, что самые маленькие объекты каким-то образом «помнят» и сохраняют историю своего происхождения», — сказала аспирантка Северного университета Аризоны Анастасия Морган, возглавлявшая исследование цвета и состава.

«Эти динамически «горячие» ТНО сохраняют следы места своего рождения, хотя с тех пор их орбиты претерпели значительные изменения», — отметил соавтор исследования Дэвид Триллинг из Северного университета Аризоны.

Похоже, что как «горячие», так и «холодные» популяции сохраняют те же цвета, что и на момент их образования, почти не изменившись со времени рождения Солнечной системы.

Данные «Уэбба» также позволили исследователям измерить количество объектов каждого размера. Они обнаружили, что общее распределение по размерам для обеих популяций было удивительно схожим.

«Очень интересно, что процесс формирования планетезималей в итоге дает одинаковое распределение размеров как для «холодных», так и для «горячих» популяций, несмотря на то, что они образуются в разных регионах ранней Солнечной системы. Этот процесс, по-видимому, не зависит от условий в диске, образуя планетезимали схожих размеров независимо от того, горячий диск или холодный, плотный или рыхлый», — отметила аспирантка Университета Виктории Мариэль Эдуардо, возглавлявшая исследование распределения по размерам.

Исследователи также обнаружили меньше таких очень мелких тел, чем ожидали на основе некоторых моделей формирования планет. «Вебб» открыл 27 новых, чрезвычайно тусклых ТНО, один из которых настолько тусклый, что это эквивалентно тому, как будто, находясь на Земле, видеть на Луне небольшой рой светлячков. Самое маленькое из наблюдаемых тел имеет диаметр около 5 километров, что примерно в пять раз меньше, чем то, что можно обнаружить с помощью самых чувствительных наземных телескопов.

В NASA отметили, что этот проект был бы невозможен без совместной работы телескопов «Хаббл» и «Уэбб» по обнаружению и определению характеристик этих ТНО. Благодаря чувствительности «Хаббла» в видимом свете и «Уэбба» в инфракрасном диапазоне эти космические телескопы дают больше информации, чем каждый из них в отдельности.

• космический телескоп Хаббла
• телескоп Уэбба
• Солнечная система