Транснептуновые объекты — малые тела, летающие за орбитой Нептуна. По сути, это «строительный мусор», которые остался от формирования Солнечной системы, «комки» газа и пыли протопланетного диска. По ним изучают историю нашей и других планетных систем. Одну из важных ролей в химических процессах формирующейся системы играет метиловый спирт.
Транснептуновые объекты — чрезвычайно разнообразная группа тел. В их число попадают как карликовые планеты вроде Плутона, Эриды и Хаумеа со своими спутниками, так и астероиды с настолько экстремальными удаленными орбитами, что на них не воздействуют своим притяжением планеты Солнечной системы. На сегодня известно уже более пяти тысяч таких тел.
Ученые видят, что транснептуновые объекты отличаются друг от друга цветом, составом и траекториями движения. Эти различия — следствие множества факторов. В первую очередь сыграли роль условия формирования: неравномерное распределение элементов в туманности и протопланетном диске, различия в температуре, воздействии солнечного излучения и химическом «окружении». Во-вторых, миллиарды лет не могли пройти бесследно. Объекты менялись под воздействием солнечного и космического излучения, термических процессов и столкновений.
Различить последствия «наследственных» и «вторичных» процессов можно по особенностям спектра отраженного света. «Ключ» к их расшифровке — метиловый спирт (CH3OH), заявили авторы новой научной работы. Его молекулы встречаются в космосе повсеместно — и в межзвездном пространстве, и на планетах — и участвуют во множестве химических реакций. Изучая его распределение и соотношение с другими элементами, можно делать выводы об условиях и процессах, протекающих в той или иной среде.
В межзвездном пространстве и кометах соотношение метилового спирта к воде варьируется от 0,2 до 10%. Гипотетически такое соотношение должно было «пережить» формирование системы и сохраниться в «строительном мусоре», но это не так. В изученных транснептуновых объектах метилового спирта гораздо больше. На астероиде Фол метанола примерно столько же, сколько и воды. На астероиде Аррокот метанол преобладает. Очевидно, это последствия «вторичных» процессов. Похожи ли тысячи других объектов на Фол и Аррокот?
Изучением состава поверхности транснептуновых объектов занимаются ученые программы DiSCo-TNOs. Необходимые данные наблюдений поступают с космического телескопа «Джеймс Уэбб». Оказалось, метиловый спирт не так уж распространен. Авторы нового исследования, опубликованного в журнале The Astrophysical Journal Letters, подробнее изучили объекты, где он все же есть.
Ученые выделили среди изученных «метаноловых» транснептуновых объектов две группы. В первую попали тела с «приглушенным» количеством метилового спирта на поверхности и большими запасами в глубине. Во вторую — с общим низким содержанием метилового спирта. Вторая группа «летает» гораздо дальше от Солнца.
Объяснить различия «вторичными» процессами ученые не смогли — видимо, причина в «наследственных» особенностях. Авторы предложили два сценария того, как эти транснептуновые объекты могли разделиться на группы. Либо они сформировались вблизи друг друга с одним и тем же составом, но еще на первых этапах подверглись разной «обработке». Либо протопланетный диск был неоднородным по составу. Возможно, верны оба сценария.
Новая классификация позволит выявлять среди тысяч транснептуновых объектов по-настоящему «чистые» фрагменты протопланетного диска. Изучая эти «капсулы времени», ученые смогут исследовать формирование первых ледяных крупиц в Солнечной системе и сопутствовавшие им химические процессы.