Транснептуновые объекты – это небольшие тела, вращающиеся за пределами орбиты Нептуна. Фактически, они представляют собой остатки, образовавшиеся в процессе формирования Солнечной системы, скопления газа и пыли, из которых возникли протопланеты. Изучение этих объектов позволяет проследить историю нашей и других планетных систем. Значительную роль в химических процессах, происходящих в формирующейся системе, играет метиловый спирт.
Транснептуновые объекты представляют собой весьма неоднородную совокупность небесных тел. К ним относятся как карликовые планеты, такие как Плутон, Эрида и Хаумеа, обладающие собственными спутниками, так и астероиды, вращающиеся по настолько удаленным и вытянутым орбитам, что на них не оказывают влияния гравитационное притяжение планет Солнечной системы. На сегодняшний день зафиксировано более пяти тысяч подобных объектов.
Исследователи отмечают, что транснептуновые объекты характеризуются разнообразием в цвете, составе и траекториях движения. Данные различия обусловлены целым рядом факторов. Прежде всего, на них повлияли условия формирования: неравномерное распределение элементов в туманности и протопланетном диске, различия в температуре, воздействие солнечного излучения и химическая среда. Кроме того, за миллиарды лет эти объекты претерпели изменения под воздействием солнечного и космического излучения, термических процессов и столкновений.
Определить, какие последствия обусловлены «наследственными» и «вторичными» процессами, позволяет анализ характеристик отраженного света. «Ключом» к расшифровке служит метиловый спирт (CH 3Согласно заявлению авторов новой научной работы. Его молекулы обнаруживаются повсеместно в космосе – как в межзвездной среде, так и на планетах – и принимают участие во множестве химических реакций. Анализ его распределения и соотношения с другими элементами позволяет делать заключения об условиях и процессах, протекающих в конкретной среде.
В межзвездном пространстве и в составе комет концентрация метилового спирта по отношению к воде колеблется от 0,2% до 10%. Предполагается, что такое соотношение должно было выдержать период формирования планетной системы и остаться в составе обломков, однако это не произошло. В транснептуновых объектах, подвергшихся изучению, содержание метилового спирта значительно выше. На астероиде Фол количество метанола примерно равно количеству воды. На астероиде Аррокот метанол доминирует. Вероятно, это результат «вторичных» процессов. Повторяется ли подобная картина и у тысяч других подобных объектов, как у Фола и Аррокота?
Ученые, работающие в рамках программы DiSCo-TNOs, исследуют состав поверхности транснептуновых объектов. Данные наблюдений для этих исследований поступают с космического телескопа «Джеймс Уэбб». Полученные результаты показали, что метиловый спирт не является распространенным веществом. Авторы нового исследования, опубликованного в журнале The Astrophysical Journal Letters, подробнее изучили объекты, где он все же есть.
Среди исследованных транснептуновых объектов, содержащих метанол, ученые выделили две группы. Первая включает тела с небольшим количеством метилового спирта на поверхности, но значительными его запасами в недрах. Вторая характеризуется низким содержанием метилового спирта в целом. Представители второй группы удаляются от Солнца на значительно большие расстояния.
Ученым не удалось выяснить различия, связанные с «вторичными» процессами, вероятно, из-за «наследственных» особенностей. Авторы работы предложили два возможных сценария формирования групп этих транснептуновых объектов. Согласно одному из них, они образовались в непосредственной близости друг к другу, имея одинаковый состав, но впоследствии подверглись различным воздействиям на ранних стадиях формирования. Другой вариант предполагает неоднородность протопланетного диска по составу. Не исключено, что оба сценария отражают реальность.
Благодаря новой классификации станет возможным выделять из множества транснептуновых объектов наиболее «чистые» участки протопланетного диска. Анализ этих «капсул времени» позволит исследователям узнать, как формировались первые ледяные частицы в Солнечной системе и какие химические реакции происходили в то же время.