Впечатление художника от активного кентавра Хирона. Разные цвета комы указывают на разный состав газа, льда и пыли. Фото предоставлено: Уильям Гонсалес Сьерра
Хотя нашей Солнечной системе уже миллиарды лет, лишь недавно мы ближе познакомились с одним из наиболее динамичных и очаровательных ее обитателей по имени (2060) Хирон.
Хирон принадлежит к классу объектов, которые астрономы называют «кентаврами». Кентавры — космические объекты, вращающиеся вокруг Солнца между Юпитером и Нептуном. Они похожи на мифическое существо, от которого получили свое имя, тем, что являются гибридами и обладают свойствами как астероидов, так и комет.
Используя космический телескоп Джеймса Уэбба, ученые из Космического института UCF Флориды (FSI) недавно возглавили группу, которая впервые обнаружила, что Хирон обладает химией поверхности в отличие от других кентавров. Его поверхность содержит как углекислый газ, так и угарный лед, а также углекислый газ и метан в его коме — облачной оболочке из пыли и газа, которая окружает его.
Результаты исследователей были недавно опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysicals.
Исследование возглавили Ноэми Пинилья-Алонсо, научный сотрудник UCF FSI, который сейчас работает в Университете Овьедо в Испании, и научный сотрудник Шарль Шамбо. Новые результаты основаны на предыдущих открытиях Пинилла-Алонсо и его коллег, которые ранее в этом году впервые обнаружили лед из угарного и углекислого газа на транснептуновых объектах (ТНО).
Эти наблюдения в сочетании с наблюдениями Хирона создают фундаментальную информацию для понимания формирования нашей Солнечной системы, поскольку эти объекты остались практически неизменными с момента образования Солнечной системы, говорит Пинилла-Алонсо.
«Все маленькие тела в Солнечной системе рассказывают нам, как это было тогда, в период времени, который мы больше не можем наблюдать», — говорит она. «Но активные кентавры говорят нам гораздо больше. Они претерпевают изменения, вызванные солнечным нагревом, и предоставляют уникальную возможность узнать о поверхностных и подповерхностных слоях».
По ее словам, поскольку Хирон обладает свойствами как астероида, так и кометы, он идеально подходит для изучения многих процессов, которые могут способствовать их пониманию.
«Уникальность Хирона заключается в том, что мы можем наблюдать как поверхность, где находится большая часть льда, так и кому, где мы видим газы, исходящие с поверхности или чуть ниже», — говорит Пинилла-Алонсо.
«ТНО не занимаются такой деятельностью, потому что они слишком далеко и слишком холодно. Астероиды не обладают такой активностью, потому что у них нет льда. Кометы, с другой стороны, проявляют активность, как кентавры». Однако обычно их наблюдают ближе к Солнцу, а их комы настолько толстые, что затрудняют интерпретацию наблюдений льда на поверхности.
«Обнаружение того, какие газы входят в состав комы, и их различных отношений со льдом на поверхности, помогает нам понять физические и химические свойства, такие как толщина и пористость слоя льда, его состав и то, как на него влияет радиация. » «
Откройте для себя новейшие достижения науки, технологий и космоса благодаря более чем 100 000 подписчиков, которые ежедневно получают информацию от Phys.org. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получайте ежедневные или еженедельные новости о прорывах, инновациях и важных результатах исследований.
Открытие этих льдов и газов на таком далеком объекте, как Хирон, наблюдаемом вблизи его самой дальней точки от Солнца, является захватывающим, поскольку оно может помочь контекстуализировать других кентавров и дать представление о самой ранней эпохе нашей солнечной системы, говорит Шамбо.
«Эти результаты не похожи ни на что, что мы видели раньше», — говорит он. «Обнаружение газовых ком вблизи таких далеких от Солнца объектов, как Хирон, является серьезной проблемой, но JWST сделал ее доступной. Эти открытия улучшают наше понимание внутреннего состава Хирона и того, как этот материал вызывает уникальное поведение, когда мы наблюдаем Хирон».
Шамбо специализируется на изучении кентавров, комет и других космических объектов. Он проанализировал газовую кому метана и пришел к выводу, что обнаруженный выходящий газ соответствует тому, что исходит из участка поверхности, испытывающего сильнейшее солнечное нагревание.
По словам Шамбо, Хирон, впервые обнаруженный в 1977 году, гораздо лучше охарактеризован, чем большинство кентавров, и сравнительно уникален. По его словам, недавно проанализированная информация помогает ученым лучше понять теплофизический процесс, происходящий в Хироне, в результате которого образуется газ метан.
«По сравнению с большинством других кентавров это чудак», — говорит Шамбо. «Бывают периоды, когда она ведет себя как комета, окруженная кольцами материала и, возможно, вращающаяся вокруг поля обломков из мелкой пыли или каменистого материала. Поэтому возникает много вопросов о свойствах Хирона, которые обеспечивают такое уникальное поведение».
2060 Химический состав Хирона. Цветные полосы подчеркивают различные типы льда, такие как водяной лед, оксиды углерода и легкие углеводороды. Врезка: Деталь отражения Хирона в 2060 году, подчеркивающая флуоресценцию метана, а также поглощение этана и пропанового льда. Фото предоставлено: Уильям Гонсалес Сьерра
Исследователи пришли к выводу, что сосуществование молекул в разных состояниях делает изучение комет и кентавров еще более интересным. Исследование также выявило наличие побочных продуктов облучения метана, монооксида углерода и диоксида углерода, которые требуют дальнейших исследований и могут помочь ученым в дальнейшем раскрыть уникальные процессы, которые создают состав поверхности Хирона.
Хирон пришел из региона ТНО и путешествовал по нашей Солнечной системе с момента ее образования, — говорит Пинилла-Алонсо. На орбитах Хирона и многих других крупных непланетных объектов время от времени происходят встречи с одной из планет-гигантов, где гравитационное притяжение планеты меняет орбиту меньшего объекта, перенося его по всей Солнечной системе и подвергая воздействию множества различных сред. она говорит.
«Мы знаем, что он был изгнан из популяции ТНО и только сейчас движется через гигантский регион планеты, где не пробудет слишком долго», — говорит Пинилла-Алонсо. «Примерно через миллион лет кентавры, подобные Хирону, обычно выбрасываются из региона гигантской планеты, где они могут закончить свою жизнь как кометы семейства Юпитера или вернуться в регион ТНО».
По ее словам, Пинилла-Алонсо отмечает, что спектры JWST впервые показали обилие льдов Хирона с различной летучестью и процессы их образования.
Некоторые из этих льдов, такие как метан, углекислый газ и водяной лед, могут быть предковыми компонентами Хирона, унаследованными от предсолнечной туманности. Другие, такие как ацетилен, пропан, этан и оксид углерода, возможно, образовались на поверхности в результате процессов восстановления и окисления, говорит она.
«Основываясь на наших новых данных JWST, я не уверен, что у нас есть стандартный кентавр», — говорит Пинилла-Алонсо. «Каждый активный кентавр, которого мы наблюдаем с помощью JWST, имеет отличительную особенность. Но не все они могут быть исключениями. Должно быть что-то, что объясняет, почему они все ведут себя по-разному, или что-то общее, чего мы пока не видим».
По ее словам, анализ газов и льда Хирона открывает новые горизонты и возможности для интересных исследований.
«Мы продолжим работу с Хироном», — говорит Пинилья-Алонсо. «Оно приблизится к нам, и если мы сможем изучить его с большего расстояния и лучше понять количество и природу льда, силикатов и органического вещества, мы сможем лучше понять, как сезонные колебания солнечной радиации и различные режимы освещения могут повлиять на его поведение и на его ледяной резервуар».
Информация от: Университетом Центральной Флориды.
