Нове дослідження пропонує безпрецедентне розуміння крижаних планетезималей ранньої Сонячної системи, таких як транснептунові об’єкти (TNO) і кентаври. Планетезималі — це невеликі небесні об’єкти, які утворюються на ранніх стадіях розвитку планетної системи. Вони складаються з частинок пилу та газу, які об’єднуються в протопланетний диск, що оточує молоду зірку. Дослідження, яке виявило поширення та еволюцію цих інтригуючих небесних тіл, дає вченим абсолютно новий погляд на формування зовнішньої Сонячної системи. Ці нові відкриття покращують наше розуміння цих віддалених об’єктів, одночасно надаючи підказки про процеси, які сформували архітектуру Сонячної системи мільярди років тому.
Розуміння TNO — основи
Транснептунові об’єкти – це невеликі тіла, які обертаються навколо Сонця за межами Нептуна, звисаючи в таких регіонах, як пояс Койпера, і, можливо, набагато далі в Хмарі Оорта. Вони бувають різних розмірів: одні такі, як карликові планети, а інші не більші за шматки каменю та льоду. Плутон, який колись називали дев’ятою планетою, є одним із найвідоміших транснептунових об’єктів, але є багато інших, як Еріда, яка має приблизно такий же розмір, і Хаумеа, відома своєю витягнутою формою. Ці об’єкти часто мають червонуваті або темніші поверхні через хімічні сполуки, які називаються толінами, які утворюються під час взаємодії ультрафіолетового світла з їх крижаним складом. Через те, що транснептунові об’єкти знаходяться дуже далеко від Сонця, вони залишаються надзвичайно холодними й повільно рухаються по своїх віддалених орбітах. Ці крижані об’єкти з орбітами, порівнянними з орбітами Нептуна або більшими, залишаються недоторканими від зіткнень, зберігаючи життєво важливі підказки про давнє минуле Сонячної системи. Астрономи цінують транснептунові об’єкти, тому що вони діють як капсули часу з ранніх днів Сонячної системи. Їхні орбіти та склад можуть підказати нам, як планети та менші тіла утворилися мільярди років тому.
Окремі групи ТНО
Дослідники з Університету Центральної Флориди (UCF) провели комплексний аналіз транснептунових об’єктів (TNO) і кентаврів. За допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST) вчені виявили три різні композиційні групи TNO. Вони були визначені лініями утримання льоду, які існували під час формування Сонячної системи, мільярди років тому. Завдяки розширеним можливостям JWST можна отримати більш чітку та цілісну картину раннього формування та еволюції Сонячної системи. Телескоп дозволив ідентифікувати конкретні молекули, відповідальні за дивовижну різноманітність спектрів, кольорів і альбедо, що спостерігаються в TNO. Дослідження показує прямий зв’язок між спектральними характеристиками TNO та їх хімічним складом.
Утворення та склад планетезималей
Лінії утримання льоду визначені як регіони, де температура була достатньо низькою, щоб певний лід утворювався та виживав у протопланетному диску. Ці області, визначені їхньою віддаленістю від Сонця, служать маркерами температурного градієнта ранньої Сонячної системи, пов’язуючи умови формування планетезималей і їх сучасний склад. Одним із головних результатів дослідження стало відкриття чіткого зв’язку між утворенням планетезималей у протопланетному диску та їх пізнішою еволюцією. Групи складу NTO нерівномірно розкидані серед об’єктів зі схожими орбітами. Це розуміння допомагає пояснити, як сьогодні спостережувані розподіли виникли в планетарній системі, сформованій складною динамічною еволюцією.
Кентаврів потягнуло до внутрішньої частини Сонячної системи
Команда UCF не зупинилася на TNO. Вони також досліджували світ кентаврів, які є ТНО, які змістили свої орбіти в область планет-гігантів після близького гравітаційного зіткнення з Нептуном. ТНО перетворюються на кентаврів у міру нагрівання під час наближення до Сонця; іноді вони також відрощують хвости, схожі на комети. Кентаври часто нестабільні у своїх поточних позиціях і з часом можуть стати кометами. Вони є інтригуючими об’єктами для вивчення переходу між крижаними тілами зовнішньої Сонячної системи та більш кам’янистими, збідненими летючими тілами, розташованими ближче до Сонця. На кентаврах спостерігали унікальні спектральні ознаки, які виявили наявність пилових мантій реголіту на їх поверхні. Ці поверхні продемонстрували унікальні характеристики в порівнянні з поверхнями TNO, що свідчить про те, що адаптація відбулася в результаті їхньої подорожі у внутрішню частину Сонячної системи.
Тіла зовнішньої Сонячної системи
Незважаючи на значний прогрес у розумінні TNO і кентаврів, завжди є чому навчитися. Дослідники визначили три різні групи на основі складу їх поверхні. Ці групи демонструють властивості, які вказують на композиційну структуру протопланетного диска. Дослідження забезпечує ширше розуміння матеріалу, який допоміг сформувати зовнішні тіла Сонячної системи, такі як газові гіганти, їхні супутники та Плутон. Отже, знахідки відкрили нові горизонти для подальших досліджень і відкриттів. Тепер, коли вчені мають деяку загальну інформацію про ідентифіковані композиційні групи, тепер буде проведено більш детальне дослідження, щоб зрозуміти, як ці групи виникли. Майбутнє обіцяє ще більше захоплюючих відкриттів про TNO, кентаврів і коріння нашої Сонячної системи. Дослідження було підтримано грантом Наукового інституту космічного телескопа. Повний текст дослідження опубліковано в журналі Nature Astronomy.
