Астрономы впервые обнаружили атмосферу у транснептунового объекта. Речь идёт об объекте (612533) 2002 XV93 диаметром около 500 километров. Это слишком маленькое небесное тело, чтобы удержать атмосферу за счёт собственной гравитации. Тем не менее, наблюдения показывают, что она у него всё же есть.
2002 XV93 относится к так называемым плутино. Это тела, находящиеся в орбитальном резонансе с Нептуном и движущиеся на расстоянии примерно 40 астрономических единиц от Солнца, как и Плутон. Такие объекты считаются своеобразными “ископаемыми” ранней Солнечной системы, и их изучение помогает восстановить историю миграции планет и распределения вещества в далёком прошлом.
Но изучать такие тела крайне сложно: они находятся слишком далеко от Солнца и отражают очень мало света. Поэтому астрономам часто приходится использовать косвенные методы. В случае с 2002 XV93 ключевую роль сыграло удачное совпадение. В 2024 году группа исследователей под руководством Ко Аримацу из Национальной астрономической обсерватории Японии смогла пронаблюдать, как этот объект проходит на фоне далёкой звезды. Такое явление называется звёздным покрытием.
Причём эти наблюдения удалось провести сразу с трёх точек в Японии, что позволило в мельчайших деталях померить, как изменяется свет звезды. Если бы 2002 XV93 был обычным телом без атмосферы, звезда при покрытии резко погасла бы на 15-20 секунд в зависимости от места наблюдения и так же резко появилась снова. Однако в реальности картина была иной. Перед полным перекрытием и сразу после него яркость звезды менялась постепенно в течение примерно 1,5 секунд.
Такое плавное ослабление и восстановление света можно объяснить тем, что лучи звезды проходили через разреженную атмосферу космического тела, где преломлялись. На основе этих наблюдений исследователи построили модели, чтобы определить свойства этой атмосферы. В расчётах использовались параметры, аналогичные атмосфере Плутона, с предположением, что она состоит из азота, метана или угарного газа.
Оценки показали, что давление атмосферы составляет всего 100-200 нанобар, что соответствует плотности газа примерно в 5-10 миллионов раз меньшей, чем у Земли на уровне моря. Несмотря на крайнюю разреженность атмосферы, современные методы наблюдений оказались достаточно чувствительными, чтобы обнаружить её на таком удалении.
Однако, согласно расчётам, столь слабая атмосфера должна полностью улетучиться всего за несколько сотен или тысяч лет. Это означает, что она должна каким-то образом постоянно пополняться. Исследователи рассматривают два возможных объяснения. Первое - недавнее столкновение 2002 XV93 с другим телом, например кометой. Столкновение могло выбросить газ и временно сформировать лёгкую атмосферу. Второе предполагает наличие у 2002 XV93 криовулканической активности, подобной той, что наблюдается на Плутоне. В этом случае из его недр выбрасываются летучие вещества, поддерживающие разреженную газовую оболочку.
Какой из этих механизмов действует на самом деле, пока неясно. Однако само открытие уже имеет большое значение. Это первый случай обнаружения атмосферы у столь малого транснептунового объекта. Оно показывает, что даже сравнительно небольшие ледяные тела, по крайней мере временно, могут обладать атмосферой.