Международная научная группа, занимающаяся регистрацией покрытий звёзд малыми телами Солнечной системы в рамках проекта TABASCO, сообщила о сенсационном открытии. Впервые удалось зафиксировать наличие атмосферы у транснептунового объекта (ТНО) (612533) 2002 XV93, радиус которого составляет менее 1000 км. Данные, полученные 10 января 2024 года с помощью распределённой сети наземных телескопов, показали плавное угасание яркости звезды в момент покрытия, что свидетельствует о преломлении света в газовой оболочке, а не о резком исчезновении, характерном для безвоздушных тел.
Долгое время считалось, что устойчивой атмосферой в поясе Койпера обладает лишь Плутон. Для других объектов аналогичного класса оценки верхнего предела давления обычно не превышали десятков нанобар. Однако для объекта 2002 XV93 с эффективным радиусом около 235 км эти показатели оказались иными: давление на поверхности составляет от 100 до 200 нанобар, в зависимости от принятого состава — модели с преобладанием метана (CH4) или азота (N2) дают значения 124 и 177 нанобар соответственно.
Иллюстрация: Nano Banana
Исследование проводилось методом многохордовой регистрации покрытий с применением высокоскоростных CMOS-камер на телескопах с апертурой от 0,2 до 1,05 метра. Анализ световых кривых при входе объекта в зону видимости звезды и выходе из неё выявил рефракционные искажения, которые невозможно объяснить дифракцией или угловым размером светила. Учёные применили моделирование трассировки лучей, опираясь на допущение о наличии сферически симметричной гидростатической атмосферы с инверсионным слоем в нижних 20 км, аналогичном тому, что наблюдается у Плутона.
Парадокс существования атмосферы
Основная научная сложность заключается в том, что при радиусе 235 км и температуре поверхности в 40–50 К, согласно классическим расчетам, атмосфера такого тела должна быстро рассеиваться в межпланетное пространство. Чтобы объяснить её сохранение, авторы исследования выдвинули две гипотезы:
- Эндогенная: на объекте продолжается криовулканическая активность, подпитываемая «антифризами» — аммиаком или метанолом.
- Экзогенная: атмосферные газы — результат недавнего (по астрономическим меркам, менее 100 лет назад) столкновения с ледяным телом, которое «обогатило» объект летучими соединениями.
Это открытие вынуждает ученых пересмотреть представления о том, какие малые тела способны удерживать газовые оболочки, и заставляет задать новые вопросы к моделям потери летучих веществ в глубоком космосе. Кроме того, успех кампании TABASCO доказывает, что сеть малых телескопов, включая любительские, способна обеспечивать субмикробарную чувствительность, становясь важным дополнением к данным крупных космических обсерваторий.
В ближайшем будущем планируются дополнительные наблюдения. Если давление вокруг 2002 XV93 будет постепенно снижаться, это подтвердит версию об импактном (ударном) происхождении атмосферы. Стабильные показатели, напротив, укажут на существование постоянных глубинных геологических процессов на этом далеком небесном теле.
