Атмосфера там, где ее быть не должно: сюрприз с окраины Солнечной системы

В поясе Койпера, за орбитой Нептуна, где температура приближается к абсолютному нулю, а гравитация настолько слаба, что не может удержать даже намек на воздух, обнаружено нечто противоречащее законам физики.

Объект (612533) 2002 XV₉₃ — ледяная глыба диаметром менее 500 километров. Это плутино, транснептуновое тело, движущееся в резонансе с Нептуном. По всем расчетам, у него не должно быть атмосферы. Слишком мала масса. Слишком слаба гравитация. Слишком холодно.

Но она есть.

Покрытие, которое изменило всё

10 января 2024 года 2002 XV₉₃ прошел перед далекой звездой. Астроном Аримацу Ко из Киотского университета и его коллеги наблюдали это явление из трех точек в Японии. Если бы у объекта не было газовой оболочки, звезда исчезла бы мгновенно — просто перекрытая твердым телом. И появилась бы так же резко.

Вместо этого свет звезды угасал постепенно, в течение примерно полутора секунд. И точно так же медленно разгорался снова.

«Эти плавные изменения лучше всего объясняются тем, что звездный свет преломлялся в очень тонком слое атмосферы вокруг 2002 XV₉₃», — объясняет Аримацу.

Давление в сотни нанобар

Расчеты показали: давление у поверхности составляет около 100–200 нанобар. Это в пять-десять миллионов раз меньше земного атмосферного давления. И в пятьдесят-сто раз меньше, чем на Плутоне, у которого атмосфера уже давно известна и изучена.

Дышать в такой атмосфере невозможно. Ветер не ощутить. Небо не увидеть. Но с научной точки зрения это не мелочь. Даже столь разреженная оболочка заметно искривляет звездный свет — и это уже доказательство. Вокруг очень маленького ледяного тела присутствуют летучие газы.

Из чего — неизвестно. Почему — загадка.

Прямо из данных состав атмосферы определить не удалось. Аримацу предполагает: метан, азот или угарный газ. Это одни из немногих веществ, которые при сверхнизких температурах внешней Солнечной системы способны оставаться в газообразном состоянии.

Но откуда они взялись? Вулканическая активность на объекте диаметром 500 километров? Выделение газов из недр? Или результат космического столкновения, которое высвободило замерзшие газы и создало временную оболочку?

Ответа пока нет.

Маленький объект, который ломает правила

До сих пор астрономы с уверенностью говорили об атмосферах у планет, карликовых планет и некоторых крупных спутников. 2002 XV₉₃ — один из самых маленьких объектов, у которого четко зафиксирована газовая оболочка. И этот факт ставит под сомнение привычные представления о том, какие тела могут удерживать атмосферу, а какие нет.

Вопрос, который остается после этой публикации: если атмосфера есть у объекта диаметром менее 500 километров на окраине Солнечной системы, то сколько еще таких «неправильных» тел дрейфует во тьме пояса Койпера? И какую тайну их происхождения мы упустим, если не начнем искать?