Телескопи «Вебб» та «Габбл» виявили 27 крижаних світів за Нептуном: вони зберегли пам’ять про народження Сонячної системи

Космічні обсерваторії «Джеймс Вебб» та «Габбл» провели найглибший оптико-інфрачервоний огляд околиць Сонячної системи, виявивши 27 раніше невідомих транснептунових об’єктів (ТНО) у поясі Койпера. Спостереження за крихітними крижаними тілами діаметром від 5 до 10 кілометрів підкинули астрономам одразу дві загадки: їхня кількість виявилася меншою за теоретичні розрахунки, а поверхня несподівано зберегла первісний хімічний склад часів зародження планет 4,5 мільярда років тому.

Інфрачервоний погляд «Вебба» та колірний аналіз «Габбла»

Астрономи спрямували інфрачервону камеру NIRCam телескопа «Вебб» та оптичні прилади «Габбла» на вузьку ділянку неба площею лише 0,05 квадратного градуса. Через колосальну відстань навіть для найпотужніших дзеркал ці об’єкти виглядають лише як тьмяні рухомі точки світла без можливості розгледіти кратери чи форму.

За допомогою алгоритмів машинного навчання дослідники підтвердили траєкторії 27 небесних тіл, 13 з яких одночасно зафіксував «Габбл». Поєднання даних дало змогу виміряти відбивну здатність у різних спектральних діапазонах і визначити колір їхньої мінеральної кірки. Результати масштабної роботи опубліковано у двох статтях наукового видання The Astronomical Journal.

Як повідомляється в звіті NASA Science, астрофізики очікували, що за мільярди років взаємні зіткнення стерли первинну кору малих астероїдів. Однак спектри показали зворотне: колірні кластери дрібних уламків збіглися з палітрою великих карликових планет. Це вказує на те, що зіткнення у поясі Койпера відбувалися рідше, ніж вважалося, і зовнішні шари астероїдів досі відображають хімічний склад ранньої туманності.

Дефіцит планетезималей і гравітація гігантів

Друга загадка зачепила фундаментальні закони акреції. За інформацією видання Space.com, щільність популяції об’єктів розміром до 10 кілометрів виявилася суттєво нижчою за прогнози сучасних математичних моделей. Це змушує астрономів переглянути уявлення про механізми гравітаційної нестабільності, яка склеювала космічний пил у перші планетезималі.

Дослідники також вивчили дві різні динамічні групи: «холодні» ТНО, які спокійно сформувалися на далеких рубежах, і «гарячі» об’єкти, що зародилися ближче до світила та були викинуті на периферію гравітацією мігруючого Нептуна. Незважаючи на абсолютно різну історію орбіт, крива розподілу розмірів у обох груп виявилася однаковою.

Відкриття дало змогу зазирнути в діапазон мас, раніше недоступний для наземних обсерваторій, і надало дослідникам нові інструменти для перевірки сценаріїв ранньої міграції планет-гігантів.