Транснептуновый объект 2002 XV93 относится к плутино — малым телам, чья орбита находится в резонансе с орбитой Нептуна примерно так же, как орбита Плутона: два оборота вокруг Солнца за то время, пока Нептун совершает три. Объект находится примерно в 40 астрономических единицах от Солнца и, по всем расчетам, слишком маленький и холодный, чтобы гравитация удерживала вокруг него хоть какой-то газ.
Астрономы нашли атмосферу у крохотного небесного тела, у которого атмосферы быть не может
Астрономы из Национальной астрономической обсерватории Японии зафиксировали тончайшую атмосферу вокруг объекта пояса Койпера 2002 XV93 диаметром всего 500 км. Это противоречит всем прежним представлениям о том, какие тела способны удерживать газовую оболочку.
Художественное изображение затмения звезды небесным телом 2002 XV93. NAOJ
Пояс Койпера — кольцеобразная область за орбитой Нептуна, на расстоянии 30–50 а.е. от Солнца, населенная тысячами ледяных тел. Считается «летописью» раннего этапа формирования Солнечной системы. До сих пор атмосфера среди объектов пояса Койпера была надежно зафиксирована лишь у Плутона — тела в пять раз крупнее 2002 XV93.
Снимок Плутона, сделанный космическим аппаратом New Horizons в 2015 году, на котором видны слои атмосферной дымки.
Открытие стало возможным благодаря случайному стечению обстоятельств. 10 января 2024 года, когда 2002 XV93 проходил прямо перед фоновой звездой (покрытие звезды), группа профессиональных астрономов и группа любителей под руководством Ко Аримацу наблюдала это событие одновременно из нескольких точек в Японии.
Схема, сравнивающая затмение звезды телом с атмосферой и без нее. При наличии атмосферы свет звезды преломляется газом, окружающим объект, и постепенно затухает (верхняя картинка); без атмосферы звезда исчезает и появляется мгновенно (нижняя картинка).
Все покрытие длилось 15–20 секунд. Но за 1,5 секунды до и после полного перекрытия свет звезды не гас резко, а постепенно тускнел и снова восстанавливался. Такое плавное изменение яркости могло быть вызвано только преломлением света в атмосфере. Построив рефракционные модели, исследователи установили, что давление газовой оболочки составляет от 100 до 200 нанобар — в 5–10 миллионов раз меньше атмосферного давления на поверхности Земли. Работа опубликована в журнале Nature Astronomy.
Откуда взялась атмосфера
Художественное изображение действующего криовулкана на спутнике Сатурна Энцеладе.
Загадка не только в том, как эта атмосфера возникла, но и в том, как она удерживается. Расчеты показывают: при таких размерах тела она должна рассеяться за несколько сотен — максимум тысячу лет. Значит, газовая оболочка либо только что возникла, либо постоянно пополняется.
Исследователи предлагают два объяснения: столкновение с кометой, высвободившее летучие вещества из недр, или криовулканическая активность — выбросы метана, азота или угарного газа из-под поверхности. «Это открытие предполагает, что традиционные представления о наличии атмосферы только у крупных планет необходимо пересмотреть», — пишут астрономы.