У крошечного мира за Нептуном нашли атмосферу, которой там не должно быть

За орбитой Нептуна начинается пояс Койпера — холодная область ледяных тел, где Солнце уже практически не греет, а лишь слабо освещает поверхность далеких миров. Здесь находятся тысячи транснептуновых объектов: остатки древнего строительного материала, из которого когда-то сформировались планеты и спутники.

Большинство таких тел слишком малы, чтобы удерживать плотную газовую оболочку. Слабая гравитация, экстремальный холод и миллиарды лет эволюции должны были оставить их почти «голыми» — каменно-ледяными мирами без устойчивой атмосферы.

Но транснептуновый объект (612533) 2002 XV₉₃, похоже, нарушил эту стройную картину.

Астрономы обнаружили признаки крайне разреженной атмосферы у тела диаметром всего около 500 километров. Это в несколько раз меньше Плутона, средний диаметр которого составляет 2 377 километров. И именно поэтому находка так важна: если результат подтвердится, объект (612533) 2002 XV₉₃ станет одним из самых маленьких известных тел Солнечной системы, способных хотя бы временно удерживать глобальную газовую оболочку.

Как нашли атмосферу у далекого ледяного мира

Открытие стало возможным благодаря редкому совпадению. 10 января 2024 года объект (612533) 2002 XV₉₃, если смотреть с Земли, прошел на фоне далекой звезды. Такие события называют звездными покрытиями.

Смысл метода прост. Если перед звездой проходит твердое тело без атмосферы, ее свет пропадает резко — словно лампочку выключили одним щелчком. Но если у объекта есть газовая оболочка, свет ведет себя иначе: он начинает ослабевать постепенно, потому что лучи проходят через разреженный газ, преломляются и частично рассеиваются.

Именно такой плавный спад яркости и заметили наблюдатели.

По расчетам, давление у поверхности (612533) 2002 XV₉₃ составляет всего около 100–200 нанобар. Это в миллионы раз меньше земного атмосферного давления и в десятки раз ниже давления у поверхности Плутона. Но для объекта диаметром около 500 километров даже наличие такой разреженной газовой оболочки стало неожиданным открытием.

Почему это странно

(612533) 2002 XV₉₃ относится к плутино — транснептуновым объектам, которые находятся в орбитальном резонансе 2:3 с Нептуном. То есть пока такой объект делает два оборота вокруг Солнца, Нептун успевает совершить три. Это та же динамическая «семья», к которой относится и Плутон.

Но Плутон намного крупнее. У него хватает массы, чтобы удерживать летучие вещества и поддерживать тонкую атмосферу в относительно стабильном состоянии. У (612533) 2002 XV₉₃ такой «роскоши» быть не должно: тело слишком маленькое, а его гравитация слишком слабая, чтобы газовая оболочка сохранялась на протяжении миллиардов лет.

Поэтому ученые считают, что эта атмосфера, если она действительно существует, должна быть либо временной, либо постоянно пополняемой.

Возможных объяснений два.

• Первое — внутренние процессы. В недрах ледяного тела могли сохраниться летучие вещества, которые иногда выходят наружу через трещины или криовулканические выбросы. В таком случае (612533) 2002 XV₉₃ может быть не мертвым ледяным камнем, а миром со все еще заметной внутренней активностью.
• Второе — недавний удар. В объект мог врезаться небольшой ледяной фрагмент или кометоподобное тело, выбросив в пространство газ и летучие вещества. Тогда атмосфера была бы не постоянной оболочкой, а временным следом удара — газом, который постепенно рассеивается в пространство.

Малые миры могут быть живее, чем казалось

Пока состав атмосферы неизвестен. Среди возможных кандидатов называют метан, азот или угарный газ — вещества, которые способны существовать в замороженном виде на холодных окраинах Солнечной системы и при определенных условиях переходить в газовую фазу.

Стоит отметить, что наблюдения космического телескопа NASA «Джеймс Уэбб» не выявили на поверхности (612533) 2002 XV₉₃ очевидных запасов замерзших газов, которые могли бы просто испаряться и питать атмосферу. Поэтому самый простой сценарий — обычное испарение поверхностных льдов — выглядит маловероятным.

Если дальнейшие наблюдения покажут, что атмосфера исчезает или слабеет, версия с недавним ударным событием станет сильнее. Если же она сохранится или будет меняться циклически, придется серьезнее рассматривать внутреннюю активность.

В любом случае открытие важно не только для одного объекта. Оно показывает, что даже небольшие ледяные тела за Нептуном могут быть сложнее, чем казалось. Объекты пояса Койпера — это не просто замороженные обломки ранней Солнечной системы, а миры, где еще могут идти слабые геологические или ударные процессы.

Читайте также: Ледяные карликовые планеты пояса Койпера могут быть обитаемыми.