В поясе Койпера, за орбитой Нептуна, на расстоянии 6,8 и 10 миллиардов километров от Солнца, находятся две ледяные карликовые планеты: Макемаке и Эрис. Эти два объекта, сопоставимые по размерам с Плутоном и его спутником Хароном, вероятно, образовались в самом начале истории нашей Солнечной системы, около 4,5 млрд лет назад.
Находясь так далеко от тепла нашего Солнца, они считались холодными, мертвыми объектами. Однако новое исследование, проведенное под руководством Юго-Западного исследовательского института на основе данных космического телескопа «Джеймс Уэбб», обнаружило в них признаки некоторой динамичности. Метан, обнаруженный на их поверхности, указывает на возможную горячую геохимическую активность в их каменистых ядрах.
Горячие ядра с производством метана
Данные «Джеймса Уэбба», использованные для этого исследования, особенно интересны. Это фактически первые наблюдения изотопных молекул на поверхностях Эриса и Макемаке. Изотопные молекулы — это молекулы, содержащие атомы с разным числом нейтронов, и они дают полезную информацию для понимания планетарной эволюции.
Команда, проводившая это исследование, измеряла состав поверхности карликовых планет, в частности, соотношение дейтерия (тяжелого водорода, D) и водорода (H) в метане. Считается, что дейтерий образовался во время Большого взрыва, а водород является самым распространенным ядром во Вселенной. Соотношение D/H на планетарном теле дает информацию о происхождении, геологической истории и путях образования водородсодержащих соединений.
Отношение D/H — это как окно в недра планетарного тела. Данные по Эрису и Макемаке свидетельствуют о высоких температурах в их каменистых ядрах с выделением метана.
Кроме того, горячие ядра могут указывать на потенциальные источники жидкой воды под ледяной поверхностью этих двух карликовых планет.
Новые сюрпризы ледяных миров
За последние два десятилетия ученые выяснили, что ледяные миры могут быть гораздо более внутренне развитыми, чем считалось ранее. Доказательства существования подземных океанов были обнаружены на нескольких ледяных спутниках, таких как спутник Сатурна Энцелад и спутник Юпитера Европа. Жидкая вода — один из ключевых ингредиентов при определении потенциальной обитаемости планеты.
Поэтому возможность существования водных океанов даже внутри заледеневших Эрис и Макемаке — это то, что ученые будут изучать в ближайшие годы. Уилл Гранди, астроном Лоуэллской обсерватории и соавтор исследования, сказал:
Если на Эрисе и Макемаке в их каменистых ядрах была или еще может быть горячая геохимия, криовулканические процессы могли обеспечить метаном поверхность этих планет, возможно, в геологически недавние времена.
Эта работа является частью изменения парадигмы в науке о планетах. Все чаще признается, что холодные ледяные миры могут скрывать горячие ядра, а также содержать под своей корой океанские массы.
Одним словом, пояс Койпера оказывается гораздо интереснее, чем мы могли себе представить…
С исследованием, опубликованным в журнале Icarus, можно ознакомиться .