Источник фото: ScienceDaily
Космические телескопы Hubble и James Webb помогли учёным Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства США (NASA) получить неожиданные данные о самых ранних этапах истории Солнечной системы. Специалисты изучали мельчайшие и самые тусклые объекты, когда-либо наблюдавшиеся за орбитой Нептуна. Полученные результаты расходятся с прежними представлениями о том, как формируются планеты, и указывают на то, что эти далёкие ледяные тела миллиарды лет хранят свидетельства своего происхождения.
Впервые астрономы объединили наблюдения Hubble и Webb для изучения транснептуновых объектов — небольших тел, обращающихся вокруг Солнца далеко за пределами орбиты Нептуна. В ходе работы было обнаружено 27 ранее неизвестных объектов, однако результаты преподнесли неожиданную загадку. Малых объектов оказалось меньше, чем предсказывали некоторые теории, а их цвета близко совпадали с окраской гораздо более крупных тел в тех же удалённых областях.
Эти замёрзшие остатки дают редкую возможность изучить материалы, из которых впоследствии сформировались планеты. Большинство из них крайне трудно обнаружить: они светят более чем в 100 миллионов раз слабее объектов, различимых невооружённым глазом. Две связанные между собой работы, опубликованные в журнале The Astronomical Journal, посвящены изучению новых объектов — их размеров, состава и древней истории.
По мнению учёных, планеты начали формироваться, когда мелкие частицы пыли и камешков, обращавшиеся вокруг молодого Солнца, постепенно собирались в более крупные тела. Со временем эти материалы образовали объекты размером примерно с город — так называемые планетезимали. Эти ранние «кирпичики» в дальнейшем объединялись и дали начало планетам, которые мы видим сегодня. Однако для многих объектов за Нептуном заключительный этап роста так и не наступил: вместо полноценных планет они остались бесчисленными небольшими телами, сохранившими свидетельства самого раннего периода формирования Солнечной системы.
Чтобы исследовать этих далёких «выживших», научные группы под руководством аспирантов Университета Виктории в Канаде, работавших при поддержке Национального исследовательского совета Канады, и Университета Северной Аризоны во Флагстаффе провели самый глубокий на сегодняшний день обзор транснептуновых объектов. Оба космических телескопа одновременно наблюдали один и тот же участок неба: Hubble собирал видимый свет, а Webb — инфракрасный. Сопоставив эти данные, астрономы смогли изучить цвета объектов, оценить их размеры и определить, как они движутся вокруг Солнца. Цвет особенно ценен, поскольку даёт подсказки о химическом составе поверхности — подобно отпечаткам пальцев, раскрывающим происхождение объекта.
Исследователи сосредоточились на двух различных группах транснептуновых объектов — динамически «холодных» и динамически «горячих»; эти определения относятся к характеру их орбит, а не к температуре. Холодные объекты в основном остались в тех областях, где изначально сформировались, и движутся по относительно круговым путям вблизи плоскости, в которой обращаются большинство планет. Горячие объекты пережили куда более бурную историю: они сформировались между нынешними орбитами Урана и Нептуна, но были рассеяны наружу, когда гигантские планеты меняли своё положение на раннем этапе развития Солнечной системы. Несмотря на столь разные судьбы, обе группы показали неожиданное сходство: даже самые малые объекты, по-видимому, сохранили характеристики поверхности, похожие на те, что есть у их крупных «собратьев».