Астрономы обнаружили атмосферу у крошечного ледяного тела в поясе Койпера

На далекой ледяной окраине Солнечной системы, где Солнце кажется лишь тусклой точкой, было обнаружено нечто неожиданное — атмосфера. Она окружает малое ледяное тело, находящееся в миллиардах километров от Земли, в области, где условия считаются практически неизменными. Для астрономов это открытие стало вызовом, так как, согласно текущим моделям, у подобных объектов атмосферы быть не должно.

Объект (612533) 2002 XV93 расположен в поясе Койпера — обширной зоне за орбитой Нептуна, где сосредоточены тысячи ледяных и каменных глыб, сохранившихся с ранних этапов формирования Солнечной системы. Этот транснептуновый объект относится к группе «плутино»: тел, чьи орбиты находятся в устойчивом гравитационном резонансе с Нептуном.

До настоящего времени Плутон был единственным телом в этой области, у которого достоверно фиксировалась разреженная атмосфера. Это объясняется его значительной массой и наличием запасов азотного, метанового и монооксида углерода, способных сублимировать при приближении к Солнцу. Однако 2002 XV93 значительно меньше, холоднее, и, согласно предыдущим данным, на его поверхности отсутствуют летучие вещества, способные сформировать газовую оболочку. Когда японские астрономы в начале 2024 года зафиксировали признаки атмосферы, возникло противоречие с существующими научными данными.

Открытие было сделано в ходе «покрытия звезды» — астрономического события, при котором небесное тело проходит на фоне далекой звезды, перекрывая её свет. Если бы у объекта отсутствовала атмосфера, свет звезды исчезал бы мгновенно. В данном случае яркость звезды угасала постепенно, что является классическим признаком наличия тонкого слоя газа, искажающего свет перед полным перекрытием.

Для фиксации этого явления группа исследователей и астрономов-любителей в Японии разместила телескопы в нескольких точках страны. Наблюдения проводились 10 января 2024 года с использованием профессионального телескопа Токийского университета и инструментов, оснащенных высокочувствительными CMOS-камерами. Несмотря на малые размеры и низкую яркость объекта, полученные данные подтвердили существование экзосферы — крайне разреженного слоя газа.

Главный вопрос остается открытым: каков источник этой атмосферы?

По оценкам ученых, давление атмосферы 2002 XV93 в пять–десять миллионов раз ниже земного. В таких условиях газы должны быстро улетучиваться в космос, поэтому для поддержания атмосферы необходим постоянный источник пополнения.

Исследователи рассматривают две основные гипотезы. Первая предполагает недавнее, по астрономическим меркам, столкновение с кометой или другим ледяным телом, высвободившее газы. Однако вероятность такого события крайне мала, так как атмосфера должна рассеяться менее чем за тысячу лет — ничтожный срок в космическом масштабе.

Вторая гипотеза указывает на криовулканическую активность. Согласно этой теории, под поверхностью могут находиться замороженные материалы, извергающиеся наружу. Сложность заключается в том, что при температурах, близких к абсолютному нулю, механизм, способный активировать подобные процессы в столь малом теле, остается неизвестным.

Факт существования атмосферы у 2002 XV93 заставляет астрономов пересмотреть представления о малых телах внешней Солнечной системы. Возможно, подобные объекты встречаются чаще, чем предполагалось ранее, но до сих пор не фиксировались из-за недостаточной чувствительности приборов.

Следующим этапом станет определение состава атмосферы с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб». Кроме того, ученые планируют отслеживать плотность газовой оболочки в ближайшие годы: если она будет постепенно убывать, это подтвердит теорию столкновения, а стабильность показателей может указывать на наличие внутренней активности.