За орбитой Плутона обнаружен небольшой объект с атмосферой — это противоречит устоявшимся космическим моделям

Почему атмосфера на крошечном Плутино переворачивает астрономию: честный разбор

Японские астрономы сделали открытие, которое не вписывается в учебники. Объект 2002 XV93 — ледяное тело в поясе Койпера диаметром всего 500 км — обладает атмосферой. До сих пор считалось, что такие газовые оболочки могут удерживать только крупные планеты и карликовые планеты типа Плутона. Но этот плутино посрамил теорию. Разбираемся, что нашли, как нашли и почему это важно.

Что такое 2002 XV93 и как его атмосферу заметили?

2002 XV93 — типичный плутино. Он находится в орбитальном резонансе 2:3 с Нептуном: пока Нептун делает три оборота вокруг Солнца, этот объект делает два. Расстояние до Солнца — 40 астрономических единиц (6 млрд км). Один оборот занимает 247 земных лет. Размер — 500 км, то есть в 5 раз меньше Плутона. Казалось бы, никакой атмосферы. Но 10 января 2024 года произошло редкое событие: объект прошел перед далекой звездой. Астрономы зафиксировали, как свет звезды ослабевал и восстанавливался в течение 1,5 секунд. Это характерно для газовой оболочки, преломляющей свет. Если бы твердая поверхность — свет исчез бы резко. Так было доказано наличие атмосферы.

Как это работает (микро-инструкция): Астрономы используют покрытие звезд для изучения объектов. 1) Ждут, когда объект пересечет линию зрения на звезду. 2) Телескопы фиксируют изменение яркости. 3) По форме кривой блеска определяют наличие атмосферы. 4) Анализируют давление и состав по поглощению света.

Почему это открытие ломает модели?

Ученые измерили давление у поверхности — 100-200 нанобар. Это в 5-10 миллионов раз меньше земного, но все равно выше теоретических пределов для таких тел. По текущим моделям, объект такого размера не может удерживать летучие газы — они должны улетучиваться в космос из-за низкой гравитации. Сравните с другими: карликовые планеты Эрида, Хаумеа, Макемаке и Квавар (все больше 2002 XV93) атмосферы не имеют. Только Плутон с его 2377 км и массивной гравитацией удерживает газ. Это ставит под сомнение модели удержания летучих веществ.

Я считаю, что проблема в упрощенных предположениях. Модели часто не учитывают состав поверхности и внутреннюю активность. Возможно, на малых телах атмосферы могут быть временными, но от этого не менее реальными.

Откуда взялась атмосфера: два сценария

Исследователи предлагают два варианта. Первый — криовулканизм. Под ледяной корой могут находиться газовые карманы. Когда давление нарастает, газы (метан, азот, угарный газ) вырываются через трещины. Это может работать долго, если процесс регулярный. Второй — столкновение с другим объектом пояса Койпера, например кометой. Удар выбросил летучие вещества на поверхность, и они образовали временную атмосферу. Но такая атмосфера живет всего несколько сотен лет — быстро рассеивается. Пока непонятно, какой сценарий верен.

«Обнаружение атмосферы у столь небольшого тела ставит под сомнение прежнее представление о том, что газовые оболочки могут удерживать исключительно крупные планеты». — Ко Аримацу, руководитель исследования.

Недавно я заметил, что астрономы часто сосредотачиваются на крупных телах — Плутоне, Эриде. А мелкие объекты пояса Койпера остаются в тени. Это открытие показывает, что мы упускаем из виду целый класс потенциально активных тел. Возможно, у некоторых плутино есть сезонные атмосферы, как у Плутона, и мы просто не искали.

Что это меняет для науки?

Открытие требует пересмотра стратегий наблюдений. Раньше телескопы нацеливали на крупные цели. Теперь ясно: даже 500-километровые объекты могут быть интересны. Нужно чаще использовать покрытия звезд для малых тел. Кроме того, модели формирования атмосфер в поясе Койпера придется уточнить. Возможно, там много объектов с разреженными газовыми оболочками, которые мы просто не замечали.

Мое мнение: это открытие — не аномалия, а правило. Мы просто не умели смотреть. Скоро, уверен, найдут еще несколько таких объектов.

Резюме от автора. Атмосфера на 2002 XV93 — не ошибка, а сигнал. Он говорит, что мы слишком упрощаем пояса Койпера. Следите за новостями — возможно, через пару лет список объектов с атмосферами расширится в разы.