Это изображение было получено космическим кораблем НАСА «Новые горизонты» 1 января 2019 года во время пролета объекта пояса Койпера 2014 MU69. Фото: НАСА/Лаборатория прикладной физики Университета Джонса Хопкинса/Юго-Западный научно-исследовательский институт.
Новое исследование переворачивает то, что ученые думали, что они знали об отдаленных объектах в дальних уголках Солнечной системы, начиная с объекта, называемого космическим снеговиком.
Исследователи из Университета Брауна и Института SETI обнаружили, что двухлопастный объект, который официально называется Объектом пояса Койпера 486958 Аррокот и напоминает снеговика, может содержать древние льды, хранящиеся глубоко внутри него с тех пор, как объект впервые сформировался миллиарды лет назад. Но это только начало их выводов.
Используя новую модель, которую они разработали для изучения эволюции комет, исследователи предполагают, что этот подвиг настойчивости присущ не только Аррокоту, но и многим объектам из пояса Койпера, который расположен в самых отдаленных регионах Солнечной системы и восходит к раннему периоду. формирование Солнечной системы около 4,6 миллиардов лет назад — может также содержать древние льды, из которых они образовались.
«В нашей работе мы показали с помощью довольно простой математической модели, что можно удерживать эти примитивные льды глубоко внутри этих объектов в течение очень долгого времени», — сказал Сэм Берч, планетолог из Брауновского университета и один из соавторы статьи. «Большая часть нашего сообщества думала, что эти льды должны быть давно потеряны, но теперь мы думаем, что это может быть не так».
Берч описывает работу в журнале Icarus вместе с соавтором Орканом Умурханом, старшим научным сотрудником Института SETI.
До сих пор учёным было трудно выяснить, что происходит со льдом на этих космических камнях с течением времени. Исследование бросает вызов широко используемым моделям термической эволюции, которые не могут объяснить долговечность льдов, которые так же чувствительны к температуре, как окись углерода. Модель, созданная исследователями для исследования, объясняет это изменение и предполагает, что высоколетучие льды в этих объектах сохраняются гораздо дольше, чем считалось ранее.
«По сути, мы говорим, что Аррокот настолько холоден, что для сублимации большего количества льда — или перехода непосредственно из твердого состояния в газ, минуя жидкую фазу внутри него — газ, в который он сублимируется, сначала должен пройти наружу через его пористую структуру. внутренняя часть, похожая на губку», — сказал Берч. «Хитрость в том, что для перемещения газа вам также придется сублимировать лед, поэтому вы получаете эффект домино: внутри Аррокота становится холоднее, меньше сублимируется льда, меньше газа движется, становится еще холоднее и так далее. В конце концов, все просто отключается, и у вас остается объект, полный газа, который медленно вытекает».
Работа предполагает, что объекты пояса Койпера могут действовать как спящие «ледяные бомбы», сохраняя летучие газы внутри своих недр в течение миллиардов лет, пока сдвиг орбит не приблизит их к Солнцу, а жара не сделает их нестабильными. Эта новая идея может помочь объяснить, почему ледяные объекты из пояса Койпера извергаются так сильно, когда впервые приближаются к Солнцу. Внезапно холодный газ внутри них быстро сжимается, и эти объекты превращаются в кометы.
«Главное то, что мы исправили глубокую ошибку в физической модели, которую люди десятилетиями предполагали для этих очень холодных и старых объектов», — сказал Умурхан, соавтор статьи Берча. «Это исследование может стать первоначальным толчком к переоценке внутренней эволюции и теории активности кометы».
В целом, исследование бросает вызов существующим предсказаниям и открывает новые возможности для понимания природы комет и их происхождения. Бёрч и Умурхан являются соавторами миссии НАСА по возвращению образцов астробиологических исследований кометы (CAESAR) с целью получить как минимум 80 граммов поверхностного материала кометы 67P/Чурюмова-Герасименко и вернуть его на Землю для анализа.
Результаты этого исследования могут помочь CAESAR в стратегиях исследования и отбора проб, помогая углубить наше понимание эволюции и активности комет.
«Вполне могут существовать огромные резервуары этих примитивных материалов, запертых в небольших телах по всей внешней Солнечной системе — материалов, которые только и ждут, чтобы извергнуться, чтобы мы могли наблюдать за ними, или сидеть в глубокой заморозке, пока мы не сможем извлечь их и принести домой, чтобы Земля», — сказал Берч.
Информация от: Университетом Брауна
