Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) раскрыл много интересного о Вселенной. Используя сложную инфракрасную оптику, она заглянула глубже в космос (и дальше во времени), чем любая другая обсерватория на сегодняшний день, собирая данные о первых галактиках, образовавшихся в нашей Вселенной. Также были записаны спектры экзопланет, которые дают информацию о химическом составе их атмосфер. Кроме того, Уэбб предоставил потрясающие виды объектов нашей солнечной системы, таких как Юпитер и его полярные сияния, кольца и спутники Сатурна, а также Нептун и его спутники.
Недавно группа исследователей из Юго-Западного исследовательского института (SwRI) использовала спектрограф ближнего инфракрасного диапазона Уэбба (NIRSpec) для тщательного изучения системы Плутон-Харон. Их наблюдения впервые обнаружили замороженный углекислый газ и перекись водорода на поверхности крупнейшего спутника Плутона. Эти открытия дополняют то, что ученые узнали о химическом составе Харона с помощью наземных телескопов и других источников. Новые горизонты Миссия. Это также дает больше информации о химическом составе многих объектов, составляющих пояс Койпера.
Группу возглавляла Сильвия Протопапа, старший научный сотрудник Отдела космических исследований SwRI и соавтор исследования. Новые горизонты Миссия. К ней присоединились члены Научного института космического телескопа (STScI), Космического института Флориды, Обсерватории Лоуэлла, Института SETI, Института Пинхеда, Института пространственной астрофизики, Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса (JHUAPL), Ассоциации исследовательских университетов. в области астрономии (AURA) и Центра космических полетов имени Годдарда НАСА. Статья, подробно описывающая их выводы, появилась недавно в Природное общение.
Наблюдения были частью программы гарантированного времени наблюдения Уэбба (GTO) 1191, которая использовала камеру ближнего инфракрасного диапазона Уэбба (NIRCam) для изучения объектов пояса Койпера (KBO). Доктор Джон Стэнберри, главный исследователь программы, является научным сотрудником NIRCam Уэбба в Научном институте космического телескопа (STScI). Команда использовала NIRSpec Уэбба для проведения четырех наблюдений системы Плутон-Харон в период с 2022 по 2023 год, обеспечив полное покрытие северного полушария Харона.
Спектроскопические измерения Уэбба выявили следы углекислого газа, которые команда сравнила с лабораторными измерениями и подробными спектральными моделями поверхности. Они пришли к выводу, что углекислый газ существует в основном в виде поверхностной оболочки на богатой водным льдом недрах. Как Доктор. Протопапа в недавнем пресс-релизе SwRI заявил:
«Харон — единственный объект пояса Койпера среднего размера, от 300 до 1000 миль в диаметре, который был нанесен на геологическую карту благодаря миссии New Horizons под руководством SwRI, которая пролетела мимо системы Плутона в 2015 году. В отличие от многих других». Поскольку это более крупный объект в поясе Койпера, поверхность Харона не скрыта летучим льдом, таким как метан, и, следовательно, дает ценную информацию о том, как такие процессы, как солнечное излучение и образование кратеров, влияют на эти далекие тела.
«Наша предпочтительная интерпретация состоит в том, что верхний слой углекислого газа пришел изнутри и вышел на поверхность в результате образования кратеров. Известно, что углекислый газ присутствует в областях протопланетного диска, из которого образовалась система Плутона».
Перекись водорода образуется при расщеплении водяного льда на атомном уровне под воздействием ультрафиолетового света, заряженных частиц Солнца (солнечного ветра) и галактических космических лучей. Его присутствие на поверхности Харона указывает на то, что богатая водой и льдом поверхность подвергается фотолизу. Это похоже на то, как воздействие солнечной радиации заставляет метан образовывать толины, что объясняет, почему тела во внешней части Солнечной системы выглядят красноватыми. Доктор Уджвал Раут из SwRI, директор Корнеллской лаборатории наук и образования на основе ускорителей (CLASSE) и второй автор статьи, сказал:
«Лабораторные эксперименты, проведенные в Центре лабораторной астрофизики и космических научных экспериментов (CLASSE) SwRI, сыграли важную роль в демонстрации того, что перекись водорода может образовываться даже в смесях углекислого газа и водяного льда в условиях, аналогичных тем, что были на Хароне».
Результаты команды демонстрируют способность Уэбба обнаруживать сложные поверхностные признаки, которые могут рассказать астрономам больше о химическом составе, формировании и эволюции тел в нашей Солнечной системе и за ее пределами. Эти же возможности позволяют астрономам охарактеризовать атмосферы экзопланет, чтобы увидеть, есть ли на них необходимые ингредиенты для поддержания жизни (какой мы ее знаем).
«Новые результаты стали возможными благодаря синергии наблюдений Уэбба, спектрального моделирования и лабораторных экспериментов и могут быть применимы к другим подобным объектам среднего размера за пределами Нептуна», — сказал Протопапа.
Дополнительная литература: SWRI, Природное общение
