Ученые обнаружили льды CO₂ и CO на окраине Солнечной системы
Льды из углекислого и угарного газов на окраинах Солнечной системы первой обнаружила исследовательская группа, возглавляемая планетологами Университета Центральной Флориды (UCF), 24 мая сообщает сайт новостей науки EurekAlert со ссылкой на пресс-службу UCF.
Результаты исследовательской группы, работающей под руководством Марио Насименто Де Пра и Ноэми Пинилья-Алонсо из Космического института Флориды (FSI) в UCF, показали присутствие огромного количества древнего льда из углекислого газа (CO₂) и угарного газа (CO) на транснептуновых объектах (ТНО), что позволило им предполагать наличие углекислого газа в период формирования нашей Солнечной системы.
Открытие было сделано благодаря инфракрасным спектральным возможностям космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), данные которого были использованы в рамках программы UCF по изучению состава поверхности транснептуновых объектов (DiSCo-TNOs).
Исследовательская группа UCF выполнила анализ химического состава 59 транснептуновых объектов и кентавров. Кентаврами в планетологии называют небольшие тела Солнечной системы, обращающиеся вокруг Солнца на орбитах между Юпитером и Нептуном и пересекающие орбиты одной или нескольких планет-гигантов. Из-за этого орбиты кентавров обычно нестабильны
В статье «Широкое распространение CO₂- и CO-льдов в транснептуновой популяции, выявленное JWST/DiSCo-TNOs», содержащей результаты исследования и опубликованной в журнале Nature Astronomy, авторы предполагают, что большое количество льда из углекислого газа находилось в холодных внешних областях протопланетного диска, из которого сформировалась Солнечная система.
Однако для того, чтобы понять происхождение льда из угарного газа, который также широко распространен на изучаемых ТНО, необходимы дальнейшие исследования, отмечают ученые.
Углекислый газ был выявлен в 56 из 59 TNO, наблюдавшихся с помощью JWST, а угарный — в 28 из них (плюс шесть с сомнительными или незначительными количествами CO). При этом CO₂ было много на поверхности транснептуновой популяции независимо от динамического класса и размера TNO, но CO присутствовал только в объектах с высоким содержанием углекислого газа.
Де Пра, соавтор исследования, считает, что окрытие этих льдов может помочь понять формирование нашей солнечной системы и то, как небесные объекты могли мигрировать. Он пояснил:
«Транснептуновые объекты — это реликты процесса формирования планет. Такие находки могут наложить важные ограничения на то, где эти объекты были сформированы, как они достигли области, в которой они обитают сейчас, и как их поверхности развивались с момента их образования. Поскольку они образовались на большем расстоянии от Солнца, и они меньше планет, то они содержат первозданную информацию об исходном составе протопланетного диска».
Де Пра рассказал также, какие вопросы поставило перед исследователями сделанное ими открытие:
«Хотя углекислый газ, вероятно, был аккрецирован из протопланетного диска, происхождение угарного газа более неопределенно. Последний представляет собой летучий лед даже на холодных поверхностях ТНО. Нельзя исключать, что угарный газ был изначально аккумулирован и каким-то образом сохранился до настоящего времени. Однако данные свидетельствуют о том, что он может быть образован в результате облучения углеродосодержащих льдов».
Наблюдения по программе DiSCo-TNOs завершаются, но еще предстоит пройти долгий путь анализа и обсуждения полученных результатов. Де Пра считает, что полученные в результате исследования фундаментальные знания будут востребованы будущими планетарными и астрономическими исследованиями.
«Мы лишь поверхностно коснулись того, из чего сделаны эти объекты и как они появились. Теперь нам необходимо понять взаимосвязь между этими льдами и другими соединениями, присутствующими на их поверхности, и понять взаимодействие между сценарием их формирования, динамической эволюцией, механизмами удержания летучих веществ и облучения на протяжении всей истории Солнечной системы», — заключил руководитель исследовательской группы.
