Вещество транснептунов

После того как Плутон исключили из числа планет Солнечной системы, самым удаленным от светила стал Нептун. Он расположен на расстоянии тридцати астрономических единиц (радиусов орбиты Земли) от Солнца. За Нептуном находятся орбиты Плутона, Хаумеи, Эриды и других сравнимых с ними по размерам карликовых планет.

Кроме них на периферии Солнечной системы движутся более мелкие твердые и темные тела. Их орбиты могут быть самыми разнообразными: круговыми, вытянутыми, сильно наклоненными к плоскости эклиптики. По своим орбитальным параметрам и вещественному составу поверхности все транснептуновые тела подразделяются на группы, происхождение которых в деталях неясно.

Недавно космический аппарат НАСА «Новые горизонты»  (New Horizons) изучил два из них, пролетев мимо Плутона, а затем мимо малого астероида Аррокот, находившегося на расстоянии сорок с небольшим астрономических единиц от Солнца («Химия и жизнь», 2020, 5–6). Оптические приборы зонда позволили составить карты распределения различных веществ на поверхности этих тел. Основную информацию о составе других транснептунов дают спектры, снятые в самые сильные телескопы. К ним принадлежит и орбитальный телескоп Спитцер, принимающий инфракрасное излучение. Получить на нем детальные спектры транснептуновых тел, а значит, точно определить химический состав, достаточно сложно из-за малой яркости отражаемого ими солнечного света. Оказалось, что для оценки состава темных тел можно сравнивать их изображения, полученные через два оставшихся в работе широкополосных фильтра телескопа, центрированных на длинах волн 3,6 и 4,5 микрон. Такой подход реализовала американо-европейская команда из пятнадцати исследователей под руководством доктора Эстелы Фернадес-Валенсуэлы из университета Центральной Флориды. Исследователи наложили данные Спитцера об оптических характеристиках сотни транснептуновых тел на цветовые диаграммы различных веществ и их смесей и тем самым разбили тела на группы с похожим составом.

Оказалось, что основные вещества поверхности транснептунов  – это льды воды, метана, метанола, сложные органические соединения (толины), аморфные силикаты. Наиболее распространена смесь воды, аморфных силикатов и сложной органики: это три четверти объектов. Остальные содержат льды моно- и диоксида углерода, метана или метанола.
Похоже, силикаты доминируют только на самых малых телах. Водяной лед в различных долях содержат 86% тел. Новый уникальный метод позволяет анализировать слабые излучения самых разных космических тел.

Авторы надеются применить его для будущей обработки данных новейшего орбитального телескопа имени Джеймса Вебба, запуск которого НАСА постоянно откладывает.

(The Planetary Science journal, 25 января 2021 года, полный текст)