На поверхности Хирона обнаружили запасы льда и газа

Из-за воздействия гравитации Юпитера и Сатурна кентавры периодически «мигрируют» к Солнцу, где некоторые из них проявляют кометоподобную активность (выбросы газа и пыли, появление комы и хвоста). Хирон, диаметром 215 километров, несколько раз вел себя подобно комете на больших расстояниях от звезды, то есть почти в самой дальней от Солнца части своей орбиты (афелии).

Такое поведение нетипично для классических комет — их активность, как правило, связана с нагревом на относительно небольшом расстоянии от Солнца. Однако данные наблюдений за Хироном показали, что источником активного выброса газа может быть не только вода, но и другие летучие вещества. Точная причина этих процессов до сих пор оставалась загадкой.

Недавно международная исследовательская группа под руководством Ноэми Пинилья-Алонсо (Noemí Pinilla-Alonso) из Университета Овьедо (Испания) и астронома Чарльза Шамбо (Charles Schambeau) провела спектральный анализ наблюдений, полученных с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб», и выявила на поверхности Хирона такие летучие соединения, как углекислый газ (CO₂), монооксид углерода (CO), метан (CH₄), а также более сложные органические соединения.

Метан при этом зафиксировали не только в виде льда, но и в газовой фазе, что крайне необычно для небесного тела, расположенного почти в три раза дальше от Солнца, чем Юпитер. Наблюдения за Хироном велись начиная с июля 2023 года с помощью спектрографа NIRSpec в широком диапазоне длин волн. Результаты научной работы представлены в журнале Astronomy & Astrophysics.

Неожиданностью для ученых стали найденные на поверхности кентавра признаки аморфного водяного льда (вода в состоянии твердого аморфного вещества, молекулы которой расположены случайным образом), отличающегося от привычной «кристаллической» воды, ранее обнаруженной на поверхности транснептуновых объектов и некоторых комет. Переход к аморфной форме означает, что лед мог формироваться или сохраняться при очень низких температурах.

Углекислый газ в твердой фазе на поверхности Хирона также выделялся в газовую оболочку вокруг объекта, однако больше всего астрономов удивили флуоресцентные линии метана в газовой фазе: вещество не только находилось на поверхности в форме льда, но и активно «испарялось». При этом газообразный CO в наблюдениях не обнаружили, однако во льду он был. Среди более тяжелых органических соединений нашли этан, пропан и ацетилен: ранее эти вещества на малых телах не встречались.

Результаты, тем не менее, оставляют открытым вопрос, почему «летучие» и, казалось бы, требующие большего нагрева вещества испаряются на таких расстояниях от Солнца. Согласно одной из предложенных в статье гипотез, метан и другие газы были «законсервированы» во внутренних слоях аморфного водяного льда, а значит даже при небольшом повышении температуры часть газов могла высвободиться наружу.

Открытие меняет представления о кометной активности на больших расстояниях от Солнца, а наличие сложных органических молекул дает ученым подсказки о химических процессах в «холодной» внешней части протопланетного диска. Дальнейшие наблюдения за кентавром помогут лучше понять, как формировались и эволюционировали подобные Хирону тела, а также узнать их роль в глобальной «химической картине» Солнечной системы.