Новые открытия телескопа «Джеймс Уэбб»: необычный состав льдов кентавра Хирон
Телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) обнаружил, что кентавр 2060 Хирон является уникальным объектом среди других тел внешней Солнечной системы. Этот объект, впервые обнаруженный в 1977 году, имеет диаметр около 218 километров и орбиту, пролегающую между Юпитером и Нептуном. Кентавры, как считается, происходят из замороженной области за Нептуном, но позже перемещаются внутрь системы после гравитационных возмущений, вызванных этим ледяным гигантом. При приближении к Солнцу, солнечное тепло может вызывать сублимацию определённых льдов, образуя газовый ореол или кому вокруг кентавра, подобно кометам.
Чарльз Шамбо из Университета Центральной Флориды описывает Хирон как «уникума» среди других кентавров и даже среди транснептуновых объектов (ТНО), которые имеют свои интригующие истории. «У него есть периоды, когда он ведёт себя как комета, у него есть кольца вокруг и, возможно, поле обломков из мелкой пыли или скалистого материала, вращающегося вокруг него», — рассказал Шамбо.
Новые наблюдения JWST за Хироном, проведённые под руководством Шамбо и Ноэми Пинилья-Алонсо из Университета Овьедо в Испании, показали, что состав поверхностных льдов Хирона сильно отличается от любого другого кентавра, наблюдаемого прежде. Хотя ни один из льдов сам по себе не является особенно необычным, их комбинация на Хироне стала сюрпризом.
«Джеймс Уэбб» обнаружил лёд из монооксида и диоксида углерода на поверхности, а также диоксид углерода и метан в тонкой коме Хирона. Наличие и обилие метана согласуется с веществом, сублимирующим из льда на области поверхности, которая была подвержена наибольшему нагреву. Хотя его температура от Солнца никогда не поднимается выше -220 градусов по Фаренгейту (-140 градусов по Цельсию), этого достаточно, чтобы вызвать сублимацию этих льдов.
Более того, действие солнечной радиации на эти льды вызывает химические реакции, которые производят органические побочные продукты, такие как ацетилен, этан, пропан, а также различные оксиды углерода, все из которых были обнаружены JWST в виде льда на поверхности Хирона.
«Открытие того, какие газы являются частью комы и их различные отношения со льдами на поверхности, помогает нам узнать физические и химические свойства, такие как толщина и пористость ледяного слоя, его состав и то, как на него влияет облучение», — сказала Пинилья-Алонсо.
Считается, что кентавры и транснептуновые объекты оставались неизменными с момента их образования 4,5 миллиарда лет назад на заре Солнечной системы и дают представление о том, как и из чего была создана Солнечная система, где образовались определённые объекты в протопланетном диске вокруг молодого Солнца и мигрировали ли эти объекты с того места с тех пор. Активные кентавры, такие как Хирон, особенно ценны, потому что они раскрывают гораздо больше, чем инертные объекты.
«Они претерпевают трансформацию, вызванную солнечным нагревом, и предоставляют уникальную возможность узнать о поверхностных и подповерхностных слоях. Уникальность Хирона заключается в том, что мы можем наблюдать как поверхность, где находится большая часть льдов, так и кому, где мы видим газы, которые происходят с поверхности или чуть ниже неё», — сказала Пинилья-Алонсо.
50-летняя эллиптическая орбита Хирона вокруг Солнца прошла через афелий — наибольшее расстояние от Солнца на 18,87 астрономических единиц (2,8 миллиарда километров) в 2021 году. В следующий раз он достигнет перигелия в 2047 году, когда он окажется в пределах 8,5 астрономических единиц (1,27 миллиарда километров) от Солнца, что находится как раз внутри орбиты Сатурна. По мере приближения к Солнцу в течение следующих 20 лет, Хирон будет становиться ярче и активнее, что позволит более точно наблюдать обилие и природу его льдов, органическую химию и то, как солнечное облучение и солнечный свет могут влиять на его замерзшую поверхность.
Хирон и все его собратья-кентавры находятся в переходной фазе, — в течение следующего миллиона лет его судьба будет решена. Либо семья Юпитера рассеет его внутри системы, где он станет кометой семейства Юпитера с орбитальным периодом менее 20 лет, либо он будет выброшен обратно в Пояс Койпера.