«Джеймс Уэбб» впервые оценил состав поверхности пары транснептуновых объектов

Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» впервые оценил состав поверхности двойной системы транснептуновых объектов. Оба тела из пары Мор—Сомн обладают схожим составом и сравнимыми размерами, что вписывается в идею их рождения за счет коллапса облака гальки в протосолнечном диске. Статья опубликована в журнале Astronomy&Astrophysics.

Транснептуновые объекты интересны для планетологов, поскольку их орбиты и свойства мало изменились со времен образования в ранней Солнечной системе. В частности, они могут сохранять в себе льды и тугоплавкие соединения из протосолнечного диска. Они также могут помочь разобраться в орбитальной миграции планет в течение первого миллиарда лет жизни Солнечной системы.

Особую научную ценность представляют двойные транснептуновые системы, для которых можно достаточно удобно определить массу, цвет, размеры и объемную плотность входящих в них тел. Считается, что крупные объекты с небольшими спутниками на относительно узких орбитах, такие как система Плутона и Харона, возникли за счет столкновений, в то время как пары из схожих по размерам тел с относительно большими расстояниями друг от друга и контактные двойные системы, такие как Аррокот, возникли за счет потоковой нестабильности в диске — гравитационном коллапсе облака гальки (твердые частицы диаметром от миллиметра до метра).

Группа астрономов, которую возглавила Ана Каролина де Соуза Фелисиана (Ana Carolina de Souza Feliciano) из Космического института Флориды, опубликовала результаты спектроскопических наблюдений за двойной системой (341520) Мор—Сомн, проведенных 22 января 2023 года при помощи прибора NIRSpec «Джеймса Уэбба» в рамках программы DiSCo—TNOs.

Пара Мор—Сомн принадлежит к плутино — группе транснептуновых объектов, находящихся в орбитальном резонансе 3:2 с Нептуном. Расчетные диаметры Мора и Сомна составляют менее 116 и 110 километров, соответственно, с расстоянием между ними около 21 тысячи километров. Первоначально система считалась классическим транснептуновым объектом из холодной популяции, которая попала в резонанс на ранних этапах истории Солнечной системы, однако затем эта версия подверглась сомнению из-за хрупкости такой широкой пары. Предполагается, что пара возникла на удалении 37–39 астрономических единиц от Солнца, а затем мигрировала ближе к Нептуну под влиянием процессов, не разрушивших ее архитектуру.

Состав поверхности Мора и Сомна схож и включает в себя сложные органические молекулы, такие как алифатические соединения, CO₂, CO, OH-соединения, богатые азотом вещества. Наблюдается метаноловый лед, нет четких признаков наличия водяного льда. Ученые также отмечают сходство спектров поверхности тел со спектрами пяти холодных классических транснептуновых объектов, наблюдавшихся в рамках программы DiSCo-TNO.

Исследователи считают, что большое расстояние между компонентами системы, их почти равные размеры и схожий состав, а также большое наклонение орбиты говорят о том, что это выживший представитель тел, возникших в ранней Солнечной системе за пределами тридцати астрономических единиц от Солнца, подобно холодной популяции классических транснептуновых тел. Оба тела образовались за счет механизма потоковой нестабильности. В дальнейшем система мигрировала ближе к Нептуну, оказавшись на текущей орбите.

Ранее мы рассказывали о том, как «Джеймс Уэбб» нашел этан и водяной лед на трех карликовых планетах из Пояса Койпера.