Японские астрономы обнаружили неожиданную атмосферу у малого тела вблизи Плутона

Исследование глубокого космоса продолжает приносить удивительные открытия, скрытые в самых темных его уголках. В отдаленных областях нашей системы, за орбитой Нептуна, располагается пояс Койпера — гигантское скопление льда и камней со сложной геологической динамикой. До недавнего времени астрономы полагали, что физические законы для малых объектов в этой зоне предельно просты, однако последние наблюдения японских ученых заставили научное сообщество пересмотреть свои взгляды.

Крошечное небесное тело, находящееся в окрестностях Плутона, продемонстрировало наличие атмосферных свойств, что ранее считалось невозможным из-за его крайне слабой гравитации. Это открытие вынуждает исследователей заново изучать эволюцию далеких миров на окраинах Солнечной системы.

Загадочный объект 2002 XV93: вызов законам физики

Научная работа, проведенная под руководством эксперта Ко Аримацу из Японии, была сосредоточена на транснептуновом объекте под названием 2002 XV93. Его диаметр составляет всего около 500 километров — это лишь пятая часть размера Плутона (2377 км).

До публикации результатов этого исследования в журнале Nature Astronomy теоретическая физика утверждала, что такие малые миры не способны удерживать газовую оболочку. Считалось, что из-за низкой массы частицы газа неизбежно и быстро улетучиваются в открытый космос.

Условия в регионе пояса Койпера создают три серьезных барьера для формирования атмосферы:

• Экстремально низкие температуры, опускающиеся до 50 Кельвинов.
• Недостаток солнечного излучения для активации химических процессов.
• Недостаточная масса для стабильного удержания газов на поверхности.

В такой среде тяжелые соединения должны замерзать, превращаясь в твердую корку, а легкие газы — бесследно рассеиваться в вакууме. Тем не менее, 2002 XV93 стал исключением из правил.

Как было сделано открытие?

Японским астрономам помогло редкое небесное явление. 10 января 2024 года объект 2002 XV93 прошел точно перед далекой звездой, на короткое время заслонив её свет. Этот метод, называемый покрытием (оккультацией), позволил ученым из Киото и Нагано при поддержке обсерватории в Фукусиме зафиксировать изменения светового потока с высочайшей точностью.

Если бы у объекта отсутствовала воздушная прослойка, свет звезды погас бы мгновенно. Однако датчики зафиксировали постепенное угасание яркости, которое длилось около двух секунд. Именно это плавное снижение интенсивности света подтвердило наличие тонкого газового слоя, преломляющего лучи.

Криовулканы и минимальное давление

По предварительным расчетам, атмосферное давление на поверхности 2002 XV93 составляет от 100 до 200 нанобар. Это в миллионы раз меньше земного давления, но для объекта столь скромных размеров это феноменальный показатель. Чтобы поддерживать такую хрупкую оболочку, необходим постоянный источник восполнения летучих веществ.

Основная гипотеза предполагает существование криовулканов. Эти «ледяные вулканы» могут выбрасывать материал из относительно теплого ядра объекта на поверхность, подпитывая газовый слой. Американский астроном Скотт Шеппард отметил, что это открытие доказывает: пояс Койпера — это не «мертвая зона», а регион, полный геологической активности.

Что дальше?

Раньше способность удерживать атмосферу приписывали только массивным карликовым планетам, таким как Эрида или Макемаке. Обнаружение газа у 2002 XV93 значительно расширяет список потенциально активных миров на задворках нашей системы.

Существует и альтернативная теория: недавнее столкновение с кометой могло пробить кору объекта, вызвав временный выброс газов, которые сейчас окружают его. Чтобы поставить точку в этом вопросе, ученые планируют задействовать космический телескоп «Джеймс Уэбб». Его инструменты помогут определить точный химический состав атмосферы и подтвердить её происхождение.