Снеговик из глубокого космоса раскрывает секреты ледяных бомб для дальнего космоса

Провиденс, Род-Айленд [Brown University] Новое исследование потрясло то, что ученые думали, что они знали об отдаленных объектах в дальних уголках Солнечной системы, начиная с объекта, называемого космическим снеговиком.

Исследователи из Университета Брауна и Института SETI обнаружили, что двухлопастной объект, который официально называется Объектом пояса Койпера 486958 Аррокот и напоминает снеговика, может содержать древний лед, хранящийся глубоко внутри него с тех пор, как объект впервые сформировался миллиарды лет назад. Но это только начало их выводов.

Используя новую модель, которую они разработали для изучения эволюции комет, исследователи предполагают, что этот подвиг настойчивости характерен не только для Аррокота, но и для многих объектов из пояса Койпера, который расположен во внешних регионах Солнечной системы и восходит к раннему периоду. Формирование Солнечной системы около 4,6 миллиардов лет назад. Она также может содержать древний лед, из которого она образовалась.

«В нашей работе мы показали, используя довольно простую математическую модель, что можно сохранять этот первичный лед запертым глубоко внутри этих объектов в течение очень долгого времени», — сказал Сэм Берч, планетолог из Университета Брауна и один из ученых. планетологов. Соавторы статьи. «Большая часть нашего сообщества думала, что эти айсберги уже давно должны были исчезнуть, но теперь мы считаем, что это может быть не так».

Бёрч описывает работу в журнале «Икар» с соавтором Орканом Омурханом, старшим научным сотрудником Института SETI.

До сих пор учёным не удавалось выяснить, что происходит со льдом на этих космических камнях с течением времени. Исследование бросает вызов широко используемым моделям термической эволюции, которые не могут объяснить долговечность льда, который так же чувствителен к температуре, как угарный газ. Модель, созданная исследователями для исследования, объясняет это изменение и предполагает, что очень летучий лед в этих объектах сохраняется гораздо дольше, чем считалось ранее.

«По сути, мы говорим, что Аррокот настолько холоден, что для сублимации большего количества льда — или перехода непосредственно из твердого состояния в газ, минуя жидкую фазу внутри — газ, который он сублимирует, сначала должен двигаться наружу через его пористость», — сказал Берч. Внутреннее пространство похоже на губку.» «Фокус в том, что для перемещения газа нужно также сублимировать лед, поэтому получается эффект домино: внутри Аррокота становится холоднее, меньше льда испаряется, меньше газа движется, становится холоднее и так далее. «В конце концов все буквально прекращается, и у вас остается наполненный газом объект, который медленно вытекает».

Работа предполагает, что объекты пояса Койпера могут действовать как инертные «ледяные бомбы», удерживая летучие газы внутри своих недр в течение миллиардов лет, пока сдвиг орбит не приблизит их к Солнцу, а тепло не сделает их нестабильными. Эта новая идея может помочь объяснить, почему эти ледяные объекты из пояса Койпера сильно взрываются при первом приближении к Солнцу. Внезапно холодный газ внутри них быстро сжимается, и эти объекты превращаются в кометы.

«Главное то, что мы исправили глубокую ошибку в физической модели, которую люди десятилетиями предполагали для этих очень холодных и древних объектов», — сказал О'Морхан, соавтор статьи Бёрча. «Это исследование может стать первоначальным стимулом для переоценки теории эволюции и внутренней активности комет».

В целом, исследование бросает вызов нынешним ожиданиям и открывает новые горизонты для понимания природы комет и их происхождения. Бёрч и О'Морхан являются соавторами миссии NASA по исследованию астробиологических образцов кометы (CAESAR) по извлечению не менее 80 граммов поверхностного материала с кометы 67P/Чурюмова-Герасименко и возвращению его на Землю для анализа.

Результаты этого исследования могут помочь CAESAR в разработке стратегий исследования и отбора проб, помогая углубить наше понимание эволюции и активности комет.

«Могут существовать огромные резервуары этого первичного материала, запертые в небольших телах по всей внешней части Солнечной системы — материал, ожидающий взрыва, чтобы мы могли наблюдать за ним, или остающийся в глубоко замороженном состоянии, пока мы не сможем восстановить его и доставить домой на Землю. — сказал Берч.

Это исследование было поддержано Фондом Хейзинга-Саймонса и миссией расширения пояса Койпера New Horizons.