Дегазация Кентавр 29П (NIRSpec). Изображения предоставлены: НАСА, ЕКА, ККА, Лия Хустак (STScI), Сара Фагги (НАСА-GSFC, Американский университет)
Вдохновленная получеловеками-полулошадьми, известными из древнегреческой мифологии, в астрономии есть своя собственная порода кентавров: далекие объекты, вращающиеся вокруг Солнца между Юпитером и Нептуном. Космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба нанес на карту газы, выходящие из одного из этих объектов, что позволяет предположить их разнообразный состав и дать новое представление о формировании и эволюции Солнечной системы.
Кентавры — это бывшие транснептуновые объекты, которые за последний миллион лет были перемещены на орбиту Нептуна под тонким гравитационным воздействием планет и могут стать короткопериодическими кометами. Они «гибридны» в том смысле, что находятся на переходной стадии своей орбитальной эволюции: многие из них имеют общие свойства как с транснептуновыми объектами (из холодного резервуара пояса Койпера), так и с короткопериодическими кометами, которые представляют собой сильно модифицированные объекты, повторяющиеся вблизи орбиты Солнца.
Поскольку эти небольшие ледяные тела находятся в фазе орбитального перехода, они стали предметом различных исследований, поскольку ученые пытались понять их состав, причины их газовыделительной активности (потеря льда, лежащего под поверхностью) и их функцию как связь между первоначальными ледяными телами внешней Солнечной системы и развитыми кометами.
Группа ученых недавно использовала спектрограф ближнего инфракрасного диапазона Уэбба (NIRSpec) для получения данных о Центавре 29P/Швассманн-Вахманн 1 (сокращенно 29P), объекте, известном своими высокоактивными и квазипериодическими вспышками. Его интенсивность меняется каждые шесть-восемь недель, что делает его одним из самых активных объектов во внешней Солнечной системе. Они обнаружили новую струю угарного газа (CO) и ранее неизвестные струи углекислого газа (CO2), которые дают новые подсказки о природе ядра кентавра.
Эти результаты были опубликованы в журнале Nature Astronomy.
«Кентавров можно рассматривать как остатки формирования нашей планетной системы. Поскольку они хранятся при очень низких температурах, они сохраняют информацию о летучих веществах на ранних стадиях существования Солнечной системы», — сказала Сара Фагги из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, и Американского университета в Вашингтоне, округ Колумбия, ведущий автор исследования. изучать.
«Уэбб действительно открыл дверь к уровню разрешения и чувствительности, который нас впечатлил – когда мы впервые увидели данные, мы были в восторге. Ничего подобного мы никогда не видели».
Уэбб и Джетс
Удаленные орбиты кентавров и, как следствие, их бессилие не позволяли проводить детальные наблюдения в прошлом. Данные предыдущих радиоволновых наблюдений с Centaur 29P показали, что струя, обычно направленная на Солнце (и Землю) и состоящая из CO.
Уэбб обнаружил этот фронтальный луч, а также тщательно искал многие другие химические вещества, включая воду (H2O) и CO2, благодаря его большому зеркалу и инфракрасным возможностям. Последний является одной из основных форм хранения углерода во всей Солнечной системе. Никаких явных свидетельств наличия водяного пара в атмосфере 29P не обнаружено, что может быть связано с чрезвычайно низкими температурами в этом теле.
Уникальные изображения и спектральные данные телескопа выявили невиданные ранее особенности: две струи CO2, исходящие на север и юг, и еще одну струю CO2, направленную на север. Это было первое окончательное обнаружение CO2 в Centaur 29P.
На основе данных, собранных Уэббом, команда создала 3D-модель самолетов, чтобы понять их ориентацию и происхождение. Благодаря своим усилиям по моделированию они обнаружили, что струи испускались из разных областей ядра Кентавра, хотя само ядро Уэбб не смог определить. Углы струй предполагают возможность того, что ядро могло представлять собой совокупность разных объектов разного состава; Однако пока нельзя исключать и другие сценарии.
«Тот факт, что Кентавр 29P имеет такие резкие различия в содержании CO и CO2 на своей поверхности, позволяет предположить, что 29P может состоять из нескольких частей», — сказал Джеронимо Вильянуэва, соавтор исследования в НАСА Годдарда.
«Возможно, две части слились и образовали этого кентавра, который представляет собой смесь очень разных тел, прошедших разные пути творения. Это бросает вызов нашим представлениям о том, как первичные объекты создаются и хранятся в поясе Койпера».
Кентавр 29П Дегазация (концепция художника). Фото предоставлено: НАСА, ЕКА, ККА, Лия Хустак (STScI)
Постоянные вопросы без ответа (на данный момент)
Причины всплесков яркости Центавра 29P и механизмы его выделения газа лучами CO и CO2 остаются двумя важными областями интереса, которые требуют дальнейшего исследования.
Что касается комет, ученые знают, что их струи часто питаются за счет выделения газа из воды. Однако расположение кентавров означает, что они слишком холодны для сублимации водяного льда, а это означает, что природа их газовыделительной активности отличается от таковой у комет.
«У нас было время взглянуть на этот объект только один раз, как на снимок во времени», — сказал Адам Маккей, соавтор исследования в Аппалачском государственном университете в Буне, Северная Каролина.
«Я хочу вернуться и посмотреть на Centaur 29P в течение гораздо более длительного периода времени. Форсунки всегда имеют такую ориентацию? Возможно, существует еще один луч угарного газа, который включается в другой момент периода вращения? Изучение этих самолетов с течением времени позволило бы нам лучше понять причины этих вспышек.
Команда надеется, что, улучшив свое понимание Центавра 29P, они смогут применить те же методы к другим кентаврам. Улучшая коллективные знания астрономического сообщества о кентаврах, мы можем одновременно улучшить наше понимание формирования и эволюции нашей солнечной системы.
Информация от: Научным институтом космического телескопа.
