Новые данные телескопа Webb о происхождении Солнечной системы
Учёные из Университета Центральной Флориды (UCF) и их коллабораторы получили новые данные о формировании далёких ледяных объектов за орбитой Нептуна, что углубляет понимание образования и эволюции нашей Солнечной системы.
С помощью космического телескопа James Webb (JWST) учёные проанализировали далёкие тела — транснептуновые объекты (TNOs) — и обнаружили на них различные следы метанола. Эти открытия помогают лучше классифицировать разные TNOs и понять сложные химические реакции в космосе, которые могут быть связаны с формированием нашей Солнечной системы и происхождением жизни.
Результаты, опубликованные в The Astronomical Journal Letters, выявили две различные группы TNOs с наличием метанолового льда на поверхности:
- Одна — с пониженным количеством метанола на поверхности, но с большим его резервуаром под ней.
- Другая — наиболее удалённая от Солнца — с в целом более слабыми признаками присутствия метанола.
Исследование предполагает, что космическое облучение в течение миллиардов лет могло сыграть роль в неравномерном распределении метанола в первой группе, а также ставит новые вопросы о причинах слабых спектральных сигнатур во второй группе.
TNOs как капсулы времени
TNOs важны для понимания происхождения Солнечной системы, поскольку это хорошо сохранившиеся остатки протопланетного диска — диска газа и пыли вокруг молодой звезды, такого как Солнце. Они дают учёным возможность заглянуть в прошлое.
Исследование проводилось в рамках программы DiSCo (Discovering the Surface Compositions of Trans-Neptunian Objects) под руководством UCF. Со-руководитель исследования, профессор Ноэми Пинья-Алонсо, отмечает, что метанол — это не просто реликт прошлого. При воздействии радиации он превращается в новые соединения, действуя как химическая капсула времени, которая показывает, как эти ледяные миры эволюционировали миллиарды лет.
Метаноловый лёд является ключевым предшественником, который может вести к образованию органических молекул, например, сахаров. Его обнаружение на TNOs открывает новые возможности для исследований.
«Наиболее захватывающим было осознание, что эти различия связаны с поведением метанола — ключевого ингредиента, который долгое время не удавалось обнаружить на TNOs с наземных наблюдений», — говорит Пинья-Алонсо. «Наши данные предполагают, что метанол разрушается на поверхности TNOs под воздействием излучения, но остаётся более обильным в подповерхностном слое, защищённом от этого воздействия».
Детализация «группы обрыва»
Исследователь UCF Ана Каролина де Соуза-Фелисиано синтезировала лабораторные данные с моделированием, чтобы лучше объяснить поведение метанола и визуализировать результаты.
«Одним из самых больших сюрпризов стало поведение метанола. Согласно лабораторным данным, его сигнатуры на более коротких длинах волн отличаются от фундаментальных на более длинных», — отмечает де Соуза-Фелисиано.
Эта работа детализирует одну из трёх групп TNOs, известную как «группа обрыва» (cliff group) — так назвали спектральную группу, где отражательная способность не увеличивается после примерно 3.3 микрон. Эта группа содержит холодно-классические TNOs, которые, вероятно, оставались на месте своего формирования с момента образования Солнечной системы до наших дней, что делает их уникальными капсулами времени.
Значение открытия
Розарио Брунетто, астроном из Университета Париж-Сакле, который руководил исследованием вместе с коллегами, считает, что это открытие не только меняет понимание TNOs, но и станет важным ориентиром для интерпретации наблюдений JWST за другими далёкими объектами, такими как троянцы Нептуна, кентавры и астероиды.
«Помимо научной значимости, поиск метанола в Солнечной системе также подогревает любопытство и вдохновляет новые поколения на изучение космоса и понимание химической эволюции в пространстве», — говорит Брунетто.