Малый мир с большой тайной: за орбитой Плутона нашли атмосферу там, где её не должно быть
Авторы международной наблюдательной кампании по регистрации покрытий звёзд малыми телами Солнечной системы TABASCO и связанные академические группы сообщили о первом в истории обнаружении атмосферы у транснептунового объекта радиусом менее 1000 км — (612533) 2002 XV93. Наблюдение покрытия звезды 10 января 2024 года, выполненное с использованием распределённой сети наземных станций, выявило характерное плавное угасание световой кривой, присущее преломлению в атмосферных слоях, а не резкому обрыву, ожидаемому для безвоздушного тела.
До этого момента считалось, что полноценной атмосферой в поясе Койпера обладает лишь Плутон. Для других крупных ТНО верхние пределы давлений обычно оценивались на уровне единиц — десятков нанобар. Новые данные показывают, что у 2002 XV93 эффективный радиус составляет примерно 235 км, а давление на поверхности находится в интервале 100–200 нанобар в зависимости от моделируемого состава (модели с доминированием CH4 и N2 дают порядка 124 и 177 нбар соответственно).
Иллюстрация: Nano BananaКлючевой метод исследования — многохордовая регистрация звёздного покрытия с помощью высокоскоростных CMOS-камер на телескопах малых апертур (0,2–1,05 м). Анализ изменений светового потока при ингрессии и эгрессии показал рефракционные искажения, которые невозможно объяснить дифракцией или конечным угловым размером звезды. Для интерпретации применялось моделирование рестравления лучей при предположении сферически симметричной гидростатической атмосферы с температурным профилем, аналогичным «плутонианскому» (инверсионный слой в нижних 20 км).
Физический парадокс заключается в том, что при параметрах этого тела (радиус ~235 км, температура 40–50 К) расчёты устойчивости атмосферы предсказывают быстрое гидродинамическое рассеяние газа в межпланетное пространство. Авторы работы предлагают два основных сценария, способных объяснить наличие газовой оболочки: эндогенный — продолжающаяся криовулканическая активность, подпитываемая «антифризами» (аммиаком или метанолом), и экзогенный — недавнее столкновение с малым ледяным телом, произошедшее менее ~102 лет назад и доставившее запасы летучих соединений.
Научная и методологическая значимость открытия двояка. Во-первых, это радикальный пересмотр представлений о том, какие объекты могут иметь полноценные атмосферы, и новые вопросы к моделям утраты летучих веществ. Во-вторых, демонстрация возможности получения субмикробарной чувствительности с помощью скоординированной сети малых телескопов (профессиональных и гражданских) подчёркивает вклад гражданской науки в планетологию и её роль в дополнении данных крупных космических миссий.
Для определения природы атмосферы запланированы дальнейшие наблюдения: монотонное снижение давления укажет в пользу импактного происхождения, стабильность — на поддержание из глубинных процессов. Авторы работы предложили сценарий мониторинга покрытия звёзд и спектроскопические исследования для уточнения состава и динамики газовой оболочки.
© iXBT
