Ледяные астероиды помогают телескопу Джеймса Уэбба раскрыть историю Нептуна

Исследуя пару ледяных астероидов на краю Солнечной системы, космический телескоп Джеймса Уэбба помогает ученым понять эволюцию ледяного гиганта: Нептуна. Эти результаты также могут помочь понять, как древняя Земля насыщалась водой, ингредиентом, который в конечном итоге привел к возникновению жизни. Недавно было обнаружено, что двойная система астероидов Морс-Сомнус возникла внутри ледяной полосы объектов, составляющих так называемый «Пояс Койпера».

Этот регион существует за орбитой Нептуна, восьмой и самой дальней планеты от Солнца. Таким образом, Морс-Сомнус можно использовать в качестве прокси для изучения динамической истории Нептуна, а также других ледяных тел в поясе Койпера, также известных как транснептуновые объекты (ТНО).

Некоторые более крупные ТНО уже подробно исследовались ранее, но это исследование, проведенное в рамках программы космического телескопа Джеймса Уэбба «Поверхностный состав транснептуновых объектов» (Диско-ТНО), впервые представляет поверхностный состав двух частей небольшой двойной системы. пара ТНО была исследована. Таким образом, впервые раскрыт их химический состав.

«Мы изучаем, как реальная химия и физика ТНО отражают распределение молекул на основе углерода, кислорода, азота и водорода в облаке, которое породило планеты, их спутники и малые тела», — Ана Каролина де Соуза. Об этом говорится в заявлении Фелисиано, руководителя исследований и ученого программы Disco-TNOs во Флоридском космическом институте. «Эти молекулы также были источником жизни и воды на Земле». Двойные системы, подобные Морс-Сомнусу, — редкие находки за пределами пояса Койпера.

Это связано с тем, что гравитационная связь между такими удаленно разделенными двойными системами нарушается, когда они не защищены другими ледяными телами и фрагментами внутри пояса. Это указывает команде на то, что процесс, посредством которого Морс-Сомнус был перенесен в его нынешнее положение за пределами пояса Койпера, должен был быть относительно медленным. Де Соуза Феличиано и его коллеги использовали JWST, чтобы сравнить поверхность Морс-Сомнуса с поверхностями шести других невозмущенных ТНО, или «холодных классических» объектов, чтобы определить, что у них много общего.

Это показало, что эти холодные классические тела, а также астероиды Морс и Сомнус образовались на расстоянии около 2,7 миллиардов миль в одном и том же регионе пояса Койпера. Предполагается, что в этом регионе сформировались и другие ТНО. Более того, тот факт, что эти тела кажутся возмущенными по сравнению со своим первоначальным положением в поясе Койпера, означает, что ученые могут сравнить их с невозмущенными холодными классическими ТНО и, возможно, проследить, как Нептун мигрировал, чтобы достичь своей нынешней орбиты.

Именно такие результаты исследователи надеялись получить после того, как в конце 2022 года данные Disco-TNO почти по 60 TNO начали поступать из JWST. «Когда мы начали анализировать спектры Морса и Сомнуса, поступило больше данных, и связь между динамическими группами и композиционным поведением стала естественной», — сказал де Соуза Фелисиано. Соруководитель исследования и исследователь Космического института Флориды Ноэми Пинилья-Алонсо задумал программу Disco-TNOs.

Она полагает, что благодаря своим беспрецедентным возможностям спектрального наблюдения JWST когда-нибудь предоставит еще больше информации об объектах в поясе Койпера и даже за пределами Нептуна. «Впервые мы можем не только разрешать изображения систем, состоящих из нескольких компонентов, но также изучать их состав с уровнем детализации, который может обеспечить только JWST», — сказал Пинилла-Алонсо. «Теперь мы можем исследовать процесс формирования этих двойных файлов, как никогда раньше».

Хотя JWST был разработан для наблюдения за такими объектами, как галактики и квазары в ранней Вселенной и, следовательно, на расстоянии миллиардов световых лет от Земли, де Соуза Фелисиано считает, что это исследование подчеркивает, что JWST является настоящим новатором. «До JWST не было инструмента, способного получить информацию от этих объектов в этом диапазоне длин волн», — сказала она. «Я счастлив, что могу участвовать в эпохе, начатой JWST».