Космический телескоп Джеймса Уэбба обнаружил, что кентавр под названием 2060 Хирон — это странность. Объект, который является малым телом, вращающимся вокруг Солнца в пространстве между Юпитером и Нептуном, имеет смесь льдов и газов, что выделяет его среди других объектов в далекой внешней солнечной системе.
В настоящее время известно около тысячи кентавров, но Хирон шириной 135 миль (218 км) был первым, кого обнаружили в 1977 году. Считается, что кентавры возникли в замороженном мире за Нептуном, но позже переместились в систему после того, как их орбиты были нарушены гравитационным резонансом с ледяным гигантом. Поскольку они приближаются к Солнцу, солнечное нагревание может привести к сублимации определенных льдов, образуя газообразный ореол или кому вокруг кентавра, немного напоминающую комету .
Чарльз Шамбо из Университета Центральной Флориды описывает Хирон как чудака среди всех других кентавров и даже среди транснептуновых объектов (ТНО), которые имеют свои собственные интригующие истории. «У него есть периоды, когда он ведет себя как комета, у него есть кольца материала вокруг него и, возможно, поле обломков из мелкой пыли или каменистого материала, вращающегося вокруг него», — сказал он в заявлении .
Наблюдения за Хироном с помощью нового космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) под руководством Шамбо и Ноэми Пинилья-Алонсо из Университета Овьедо в Испании показали, что состав поверхностных льдов Хирона совершенно не похож на состав любого другого кентавра, наблюдавшегося до сих пор. Хотя ни один из льдов сам по себе не является чем-то необычным, их сочетание на Хироне стало неожиданностью.
JWST обнаружил лёд из оксида углерода и диоксида углерода на поверхности, а также углекислый газ и метан в тонкой коме Хирона. Присутствие и обилие метана согласуется с субстанцией, сублимирующей изо льда на участке поверхности, который подвергся наибольшему солнечному нагреву. Хотя его температура от солнца никогда не поднимается выше -220 градусов по Фаренгейту (-140 градусов по Цельсию), этого все еще достаточно, чтобы вызвать сублимацию этих льдов.
Более того, воздействие солнечного излучения на эти льды стимулирует химические реакции, в результате которых образуются органические побочные продукты, такие как ацетилен, этан, пропан, а также различные оксиды углерода, все из которых были обнаружены в виде льдов на поверхности Хирона телескопом JWST.
«Выявление того, какие газы входят в состав комы, и их различных взаимоотношений со льдами на поверхности помогает нам изучить физические и химические свойства, такие как толщина и пористость ледяного слоя, его состав и то, как на него влияет облучение», — сказал Пинилья-Алонсо.
Кентавры и транснептуновые объекты в целом считаются нетронутыми; они остаются нетронутыми с тех пор, как образовались 4,5 миллиарда лет назад на заре солнечной системы. Таким образом, они подобны машинам времени, которые дают нам представление о том, как и из чего была создана Солнечная система, где сформировались определенные объекты в прото планетном диске вокруг молодого солнца, и мигрировали ли эти объекты из этого места с тех пор.
Активные кентавры, такие как Хирон, особенно ценны, поскольку они раскрывают гораздо больше, чем инертные тела.
«Они претерпевают трансформацию под воздействием солнечного тепла и предоставляют уникальную возможность узнать о поверхностных и подповерхностных слоях», — сказал Пинилья-Алонсо. «Уникальность Хирона в том, что мы можем наблюдать как поверхность, где находится большая часть льдов, так и кому, где мы видим газы, которые возникают на поверхности или прямо под ней».
50-летняя эллиптическая орбита Хирона вокруг Солнца привела к тому, что он прошел через афелий — его наибольшее расстояние от Солнца в 18,87 астрономических единиц (2,8 миллиарда километров или 1,75 миллиарда миль) в 2021 году. Затем он достигнет перигелия в 2047 году, когда он окажется в пределах 8,5 астрономических единиц (1,27 миллиарда километров или 790 миллионов миль) от Солнца, которое находится как раз внутри орбиты Сатурна . По мере того, как он будет приближаться к Солнцу в течение следующих 20 лет или около того, Хирон будет становиться ярче и активнее, что позволит проводить более точные наблюдения за обилием и природой его льдов, его органической химией и тем, как солнечное излучение и солнечный свет могут влиять на его замерзающую поверхность. И еще многому предстоит научиться.
«На основе наших новых данных JWST я не уверен, что у нас есть стандартный кентавр», — сказал Пинилья-Алонсо. «Каждый активный кентавр, которого мы наблюдаем с помощью JWST, демонстрирует какую-то особенность. Должно быть что-то, что объясняет, почему они ведут себя по-разному, или что-то общее между ними, чего мы пока не можем увидеть».
Увы, Хирон и все его собратья-кентавры находятся в переходной фазе, и в течение следующего миллиона лет его окончательная судьба будет решена. Либо семья Юпитера снова развеет его внутри системы, где он станет кометой семейства Юпитера с орбитальным периодом менее 20 лет, либо он будет отброшен обратно в пояс Койпера, отвергнутый из внутренней солнечной системы привратником, самим Юпитером. Невозможно сказать, какая судьба его постигнет, но, как и подобает объекту, названному в честь персонажа из греческой мифологии, его судьба будет в руках богов.
Новые результаты JWST были опубликованы в декабре в журнале Astronomy & Astrophysics.
Прочитайте что такое взгляд в будущее