Ученые используют космический телескоп Джеймса Уэбба, чтобы раскрыть секреты эволюции Нептуна

Кольцо ледяных камней, вращающееся вокруг нашего Солнца сразу за Нептуном, может дать нам представление о том, как образовался Нептун и другие объекты на окраинах нашей солнечной системы.

Недавно было сделано заключение, что Морс-Сомнус, двойной дуэт, состоящий из пары ледяных астероидов, связанных гравитацией, возник в пределах пояса Койпера, а это означает, что он может служить основой для изучения и обогащения нашего понимания динамической истории Нептуна и небесных тел. тела, известные как транснептуновые объекты (ТНО).

Многообещающее исследование, опубликованное недавно в журнале Астрономия и астрофизиказнаменует собой первый раз, когда это было достигнуто, и служит важной вехой для возглавляемой UCF программы «Открытие поверхностного состава транснептуновых объектов» или DiSCo-TNOs, которая является частью первого цикла космического телескопа Джеймса Уэбба ( JWST) многие программы были посвящены анализу нашей солнечной системы.

Ана Каролина де Соуза Фелисиано и Ноэми Пинилья-Алонсо, постдокторант и профессор планетологии в Космическом институте Флориды UCF соответственно, являются соавторами исследования и частью команды DiSCo, которая изучает уникальные спектральные свойства малых небесных тел за пределами Нептуна. в пределах пояса Койпера.

Уникальность этой работы заключается в том, что можно изучить состав поверхности двух компонентов бинарной пары ТНО небольшого размера, чего никогда раньше не делалось и что может иметь значение для того, как мы понимаем весь регион за пределами Нептуна.

Де Соуза Фелисиано руководил этим конкретным исследованием в рамках масштабной программы DiSCo-TNOs Пинилья-Алонсо. Команда использовала широкие спектральные возможности JWST для анализа элементного состава полудюжины предполагаемых тесно связанных поверхностей ТНО, чтобы подтвердить, что Морс-Сомнус имеет много общего с соседними ТНО. Эти в основном нетронутые ТНО обозначены как «холодные классические» и могут служить ориентирами, когда Нептун не беспокоил их во время своей миграции.

По словам исследователей, вместе двойные объекты и другие близлежащие ТНО в одной динамической группе могут выступать в качестве индикатора для потенциального отслеживания миграции Нептуна до того, как он выйдет на свою последнюю орбиту.

Двойные системы, разделенные расстоянием, как Морс-Сомнус, редко выживают за пределами областей, связанных гравитацией и защищенных другими кусочками льда и камня, такими как пояс Койпера. Чтобы пережить имплантацию в такие области, им требуется медленный процесс транспортировки к месту назначения.

Благодаря схожему спектроскопическому поведению Морса и Сомнуса и их сходству с холодной классической группой, исследователи нашли композиционные доказательства формирования этой двойной пары за пределами 30 астрономических единиц (на расстоянии почти 2,7 миллиардов миль), как это также предполагается в ранее опубликованная литература для региона, где также формируются холодно-классические ТНО.

Постоянный поток подобных открытий был в некоторой степени ожидаемым, поскольку первые данные исследований DiSCo-TNO почти по 60 TNO начали поступать уже в конце 2022 года.

«Когда мы начали анализировать спектры Морса и Сомнуса, поступило больше данных, и связь между динамическими группами и композиционным поведением стала естественной», — говорит де Соуза Фелисиано.

В частности, изучение состава небольших небесных тел, таких как Морс-Сомнус, дает нам ценную информацию о том, откуда мы пришли, говорит Пинилла-Алонсо.

«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», — говорит она. «Эти молекулы также были источником жизни и воды на Земле».

Тем не менее, она говорит, что все еще остается прекрасная возможность расширить наши знания об истории Транснептунового региона с помощью беспрецедентных спектральных возможностей JWST.

«Впервые мы можем не только разрешать изображения систем, состоящих из нескольких компонентов, таких как космический телескоп Хаббл, но мы также можем изучать их состав с уровнем детализации, который может предоставить только Уэбб», — говорит Пинилла-Алонсо. «Теперь мы можем исследовать процесс формирования этих двойных файлов, как никогда раньше».

Хотя Пинилья-Алонсо задумала программу DiSCo-TNOs, она доверяет своим коллегам, таким как де Соуза Фелисиано, расшифровать полученные результаты и провести ценные исследования.

«Я горжусь тем, что сыграл роль в предоставлении необходимых данных и поддержке (Ане) Кэрол (олине), блестящему исследователю-постдокторанту UCF, которая была настоящим лидером этой работы», — говорит Пинилла-Алонсо. «Поскольку телескоп Уэбба прослужит десятилетия, это прекрасная возможность для следующего поколения исследователей активизировать свои научные проекты».

Быть первопроходцем таких невероятных открытий действительно интересно, добавляет де Соуза Фелисиано.

«До JWST не было инструмента, способного получить информацию от этих объектов в этом диапазоне длин волн», — говорит она. «Я счастлив, что могу участвовать в эпохе, начатой ​​JWST».