У віддаленому космосі за орбітою Юпітера ховається дивний об’єкт. Його назва — Хірон, тип тіла в зовнішній Сонячній системі, відомий як центaur. Але навіть серед своїх родичів Хірон є особливим, і нові спостереження за допомогою JWST показують, наскільки він унікальний.

“Це дивний об’єкт порівняно з більшістю інших центaurів,” каже фізик Чарльз Шамбо з Університету Центральної Флориди.

“Іноді він поводиться як комета, навколо нього є кільця матеріалу, а також можливо, що є поле дрібного пилу чи кам’яного матеріалу, яке обертається навколо нього. Це викликає багато питань про властивості Хірона, які дозволяють йому проявляти ці унікальні поведінки.”

Сонячна система наповнена кам’яними та крижаними залишками її формування близько 4,5 мільярда років тому. Центaури, що знаходяться в основному між Юпітером і Нептуном, з орбітами, які перетинаються з орбітами принаймні одного з великих планет, є цікавим класом об’єктів.

Хірон, наприклад, має властивості, схожі на астероїди, але іноді проявляє кометоподібну активність. І до того ж, навколо нього є кільце, як у маленького планетарного кільця.

Оскільки Хірон вважається своєрідним “часовим капсулом” формування Сонячної системи, вчені прагнуть дізнатися більше про цей дивний об’єкт, але його відстань робить спостереження важким завданням.

Керуючи дослідженням, планетний вчений Ноемі Пінілья-Алонсо з Університету Ов’єдо в Іспанії, команда дослідників спрямувала потужний інструмент JWST, щоб вивчити деталі, які раніше залишались невідомими.

“Усі маленькі тіла Сонячної системи розповідають нам, як це було в давні часи, період, який ми не можемо вже спостерігати,” говорить Пінілья-Алонсо. “Але активні центaurи дають нам набагато більше. Вони проходять через трансформації, зумовлені сонячним нагріванням, і надають унікальну можливість вивчати поверхневі та підповерхневі шари.”

Хірон іноді викидає гази та пил, як комети. Дослідники використовували JWST, щоб визначити, з чого складаються ці гази та пил — не тільки те, що є в просторі навколо центaура в так званій комі (як атмосфера комети), а й те, що може бути всередині нього.

“Унікальність Хірона в тому, що ми можемо спостерігати і поверхню, де знаходяться більшість льодів, і комету, де ми бачимо гази, які походять з поверхні або прямо під нею,” пояснює Пінілья-Алонсо.

“Виявлення газів, що входять до складу коми, та їх різних відносин з льодами на поверхні допомагає нам зрозуміти фізичні та хімічні властивості, такі як товщина та пористість льодової оболонки, її склад і те, як іонізація впливає на неї.”

Вони зробили спостереження в ближньому інфрачервоному діапазоні і розпізнали спектр, шукаючи абсорбційні та емісійні лінії, що виникають внаслідок поглинання та повторного випромінювання світла на певних довжинах хвиль конкретними атомами та молекулами.

Попередні спостереження вже виявили присутність ціаніду та окису вуглецю.

Пінілья-Алонсо та її колеги знайшли діоксид вуглецю, окис вуглецю, етан, пропан, ацетилен, метан і водяний лід. Виявлення метану є особливо значущим, і дослідники вважають, що кома Хірона повна метану. Тут є жарт про “пучки” центaура, але ми занадто зрілі, щоб його зробити.

Вчені вважають, що центaури колись були частиною більш віддаленого населення Сонячної системи — транснептунових об’єктів, або ТНО, які обертаються навколо Сонця за орбітою Нептуна.

Через свою віддаленість від Сонця, ТНО вважаються відносно чистими залишками формування Сонячної системи, що зберігають ранній склад хмари пилу, з якої народилася Сонячна система.

Як вони наближаються до Сонця, лід в центaурах може сублімувати, викидаючи матеріал. Дослідники вважають, що метан, діоксид вуглецю та водяний лід, які спостерігаються на Хіроні, можуть бути частиною чистих матеріалів, які він успадкував від народження Сонячної системи.

Інші сполуки, такі як етан, пропан і ацетилен, могли утворитися на поверхні центaура внаслідок процесів відновлення та окиснення, тобто, іржавіння.

“Згідно з новими даними JWST, я не впевнений, що ми маємо стандартний центaур,” каже Пінілья-Алонсо.

“Кожен активний центaур, якого ми спостерігаємо за допомогою JWST, має свою особливість. Але вони не можуть бути всі аномаліями. Має бути щось, що пояснює, чому вони всі поводяться по-різному, або щось спільне між ними, що ми ще не можемо побачити.”

Дослідники планують продовжити спостереження за Хіроном, оскільки він наближається до нас, щоб дізнатися більше про те, як він змінюється з часом та по сезонах, що може дати більше підказок щодо природи цих дивних, льодових, вулканічних об’єктів.

Дослідження опубліковано в Astronomy & Astrophysics.