На окраинах Солнечной системы обнаружили лед из углекислого газа
Лед из углекислого газа и монооксида углерода впервые был обнаружен на окраинах Солнечной системы – в составе транснептуновых объектов. Ранее он наблюдался только на спутниках планет-гигантов и кометах. Открытие, сделанное с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб», кардинально меняет представление о небесных телах за орбитой Нептуна.
Группа исследователей под руководством Марио Насименто Де Пра и Ноэми Пинилья-Алонсо из Университета Центральной Флориды провела анализ 59 транснептуновых объектов и астероидов между орбитами Юпитера и Нептуна, называемых кентаврами. Сделать это удалось благодаря инструментам на борту космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST).
Транснептуновые объекты представляют собой небесные тела, среднее расстояние которых до Солнца больше, чем у Нептуна – самой дальней планеты от светила. Они образуют пояс Койпера, рассеянный диск и облако Оорта.
В составе 56 из рассматриваемых небесных тел был обнаружен лед из углекислого газа, в 28 – из монооксида углерода. Исследование показывает, что углекислый газ был широко распространен на поверхности транснептуновых объектов вне зависимости от их класса и размера, в то время как монооксид углерода был обнаружен только в объектах с высоким содержанием углекислого газа.
«Мы не ожидали, что углекислый газ настолько распространен в регионе транснептуновых объектов, и еще меньше ожидали, что монооксид углерода присутствует в них в таком количестве», — утверждают авторы научной работы. По их словам, открытие может раскрыть новые детали о том, как сформировалась Солнечная система и как перемещались небесные тела.
Углекислый газ есть на многих объектах в нашей Солнечной системе. «Транснептуновые объекты — остатки процесса формирования планет. Открытие может дать новые данные о том, где они были сформированы, как попали в регион, где находятся в настоящее время, и как изменилась их поверхность с момента образования. Поскольку они образовались на больших расстояниях от Солнца и по размеру меньше, чем планеты, такие объекты содержат информацию о первоначальном составе протопланетного диска», — поясняют ученые.
Они отмечают, что если углекислый газ образовался из протопланетного диска, то происхождение монооксида углерода пока неизвестно. Согласно одной из версий, он мог образоваться на поверхности изначально и каким-то образом сохраниться до наших дней, другая же теория гласит, что он мог образоваться в результате облучения.
Спектральный анализ диоксида углерода выявил два различных состава поверхности в исследуемых объектах. В некоторых из них диоксид углерода смешивался с другими материалами, такими как метанол, водяной лед и силикаты. В других диоксид углерода и монооксид углерода были основными элементами. «Этот четкий след углекислого газа не похож ни на что, наблюдаемое на других телах Солнечной системы или даже воспроизведенное в лабораторных условиях», — отмечают исследователи.
Ранее предполагалось, что в транснептуновых объектах может наблюдаться углекислый газ, поскольку он существует в газообразном состоянии в похожих по составу кометах — в их случае газ выделяется из-за сублимации льда на поверхности или непосредственно под ней. Но поскольку углекислый газ никогда не наблюдался на поверхности на небесных телах за пределами Нептуна, было распространено мнение, что он находится под их поверхностью. «Наши последние результаты опровергают эту теорию. Теперь мы знаем, что углекислый газ не только присутствует на поверхности транснептуновых объектов, но и встречается чаще, чем водяной лед, который, как мы ранее думали, является наиболее распространенным материалом на их поверхности. Это открытие кардинально меняет наше понимание состава этих небесных тел и позволяет предположить, что процессы, влияющие на состав их поверхности, являются более сложными, чем предполагалось», — подчеркнули ученые.
Еще одно интересное наблюдение — лед на поверхности транснептуновых объектов распределен неравномерно, причем где-то встречается чистый углекислый газ, где-то его комбинации с другими соединениями. Такие вариации, по мнению авторов работы, связаны с различными регионами формирования объектов и их ранней эволюцией. В случае углекислого газа его мог «передать» небесному телу протопланетный диск. В то же время маловероятно, что монооксид углерода был на поверхности изначально, считают исследователи. Элемент мог появиться из-за постоянного потока ионов, исходящего от Солнца или других источников.
Новое открытие подняло множество вопросов, ответы на которые предстоит дать ученым во время следующих исследований. В частности, они попытаются понять, как связан обнаруженный лед с другими соединениями на поверхности транснептуновых объектов, а также какую роль во всем этом сыграло их происхождение и эволюция.
Самое популярное
