Кредит: CC0 Общественный домен
Ученые Университета Центральной Флориды (UCF) и их сотрудники обнаружили новое представление о формировании отдаленных ледяных объектов в космосе за пределами Нептуна, предлагая более глубокое понимание формирования и роста нашей солнечной системы.
Используя космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), ученые проанализировали далекие тела, известные как транс-нептунские объекты (TNO), и обнаружили различные следы метанола. Открытия помогают им лучше классифицировать различные TNO и понимать сложные химические реакции в пространстве, которые могут относиться к формированию нашей солнечной системы и происхождением жизни.
Результаты, опубликованные в астрономических журнальных буквах, показывают две отдельные группы TNO с присутствием метанола поверхностного льда: одна с истощенным количеством поверхностного метанола и большим резервуаром под поверхностью, а другой — самый большой от солнца — с общим более слабым присутствием метанола.
Исследование предполагает, что космическое облучение за миллиарды лет, возможно, сыграло роль в различном распределении метанола первой группы, одновременно поднимая новые вопросы о приглушенных подписях второй группы.
Вернувшись во времени и пространстве
TNO важны для нашего понимания происхождения нашей солнечной системы, потому что они являются невероятно хорошо сохранившимися остатками протопланетического диска-или диска газа и пыли, окружающих молодую звезду, такую как Солнце-и могут дать ученым тщательно взглянуть на прошлое.
Профессор исследований физики UCF Noemí Pinilla-Alonso, который в настоящее время работает в Университете Овьедо в Испании, под руководством исследования в рамках программы UCF Florida Decipling Compositions of Trans-Neptunian Objects (DISCO), которая включает в себя UCF Florida Space Institute (FSI) доцента профессора Ана Каролины де Суза-Фелецине.
Pinilla-Alonso говорит, что исследование помогает собрать вместе историю химии солнечной системы и получить представление о экзопланетах, где метанол и метатан играют решающую роль в формировании атмосферы и намеке на условия потенциально обитаемых миров.
«Метанол, простой алкоголь, был обнаружен на кометах и отдаленных TNO, намекая на то, что он может быть примитивным ингредиентом, унаследованным от первых дней нашей солнечной системы-или даже от межзвездного пространства»,-говорит Пинилла-Алонсо.
«Но метанол — это больше, чем просто остаток от прошлого. При воздействии радиации он превращается в новые соединения, выступая в качестве химической капсулы времени, которая показывает, как эти ледяные миры развивались за миллиарды лет».
Метанол лед является ключевым предшественником, который может привести к органическим молекулам, таким как сахара, и его открытие в TNO прокладывает путь для гораздо большего, говорит она.
Эти спектральные различия показывают, что не все TNO, образованные из тех же молекулярных ингредиентов, говорит Пинилла-Алонсо. Вместо этого их композиции отражают их происхождение — где и как они сформировались — и их преобразования с течением времени.
«Больше всего меня волновало, что эти различия были связаны с поведением метанола-ключевым ингредиентом, который долгое время был неуловимым в отношении TNO из наблюдений на основе Земли»,-говорит она. «Наши результаты показывают, что метанол разрушается на поверхности TNO в результате облучения, но остается более распространенным в подповерхностном, защищенном от этого воздействия».
Откройте для себя последние в науке, технологии и пространстве с более чем 100 000 подписчиков, которые полагаются на Phys.org для Daily Insights. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получите обновления о прорывах, инновациях и исследованиях, которые имеют значение — ежедневно или еженедельно.
Pinilla-Alonso работал вместе с исследователями UCF FSI, включая De Souza-Feliano, которые синтезировали лабораторные данные с моделированием, чтобы лучше объяснить поведение метанола.
Де Соуза-Фелисиано помог лучше визуализировать результаты, воспроизводя некоторые спектральные особенности, которые видели ученые, и, следовательно, могли дать математическую поддержку данных в исследовании.
«Один из самых больших сюрпризов произошел из-за поведения метанола»,-говорит де Соуза-Фелисиано. «Из лабораторных данных его подписи на более коротких длинах волн отличаются от фундаментальных на более длинных длин волн».
De Souza-Feliano сотрудничал с предыдущими исследовательскими проектами Disco с использованием JWST, которые характеризовали бинарные объекты и другие отдаленные TNO.
«Основная диско -документ рассматривал основные характеристики трех групп TNO», — говорит она. «Эта статья подробно рассказывает об одном из них, известной как Cliff Group, которая является прозвищем для спектральной группы, где отражательная способность не увеличилась после примерно 3,3 микрона».
По словам де Соуза-Фелисина, эти капсулы TNOS TNOS TNAS являются капсулами TMOS TMOS для нашей солнечной системы, но в группе содержатся холодные TNO, которые в значительной степени оставались на месте с момента их образования.
«Одна из причин, по которой эта группа является ключом для понимания внешней солнечной системы [because] Он содержит все холодные TNO,-говорит она.-холодноклассические TNO-единственная динамическая группа, которая, вероятно, осталась в том месте, где они сформировались от формирования солнечной системы до сегодняшнего дня ».
Росарио Брунетто, астроном в Университете Париж-Саклай, провел исследование с коллегами-учеными Эльзой Хена и Саша Крайан.
Он говорит, что считает, что это совместное открытие обеспечит основополагающие знания нашей солнечной системы и заинтересован в планетарной науке.
«Это открытие не только изменяет наше понимание TNO, но и дает решающую ссылку для интерпретации наблюдений JWST о других отдаленных объектах, таких как троянцы Нептуна, кентавры и астероиды, а также для будущих миссий, изучающих внешнюю солнечную систему», — говорит Брунетто.
«Помимо его научного значения, поиск метанола в солнечной системе также подпитывает любопытство и вдохновляет новые поколения на изучение космоса и понимания химических эволюций в космосе».
Помощник ученого UCF FSI Чарльз Шамбо и аспирант -аспирант UCF Brittany Harvison также внесла свой вклад в исследование.
Информация от: Университетом Центральной Флориды
