Строительные блоки планет за Нептуном
Транснептуновые объекты обращаются вокруг Солнца за орбитой Нептуна. Многие находятся в поясе Койпера, основная область которого простирается примерно от 30 до 50 расстояний между Землёй и Солнцем. Он содержит ледяное вещество, оставшееся после формирования Солнечной системы.
Гравитационное влияние Нептуна помешало образованию планеты в этой области. Небольшие тела сохранились, а столкновения продолжали порождать обломки и пыль. Некоторые тела со временем переместились во внутреннюю часть системы и стали кометами, как объясняется в обзоре NASA о поясе Койпера.
Таким образом, современная популяция хранит сведения не только о своём формировании. Размеры её объектов могут также отражать последующие столкновения, разрушения и изменения орбит. Подсчёт самых маленьких доступных наблюдению объектов помогает исследователям проверить, какая часть исходной популяции сохранилась.
«Горячие» и «холодные» — характеристики орбит
Относительно невозмущённые объекты движутся по почти круговым орбитам с небольшим наклоном. Динамически возбуждённые объекты следуют по более вытянутым или наклонённым орбитам. Астрономы называют эти популяции соответственно холодной и горячей. Термины описывают орбитальную динамику, а не температуру поверхности.
В обзоре транснептунового пространства проводится различие между преимущественно первичной популяцией и объектами, переместившимися в эту область. Различия в их истории дают сведения о миграции планет-гигантов.
Холодная классическая популяция при сравнении оптических и инфракрасных измерений обычно имеет очень красный цвет, тогда как динамически возбуждённые объекты демонстрируют более широкий диапазон цветов. Этот контраст позволяет астрономам сравнивать недавно обнаруженные небольшие объекты с их более крупными собратьями.
Поиск тусклых миров на снимках
Наблюдения проводились в январе и феврале 2023 года. «Уэбб» трижды исследовал небольшой участок вблизи плоскости Солнечной системы с интервалами около пяти дней, что повышало вероятность обнаружения холодных классических объектов.
Исследователи вычитали сводное изображение фона из отдельных экспозиций, а затем сдвигали и складывали снимки для разных предполагаемых скоростей движения. Сигналы от тусклых движущихся объектов могли накапливаться до обнаружимого уровня, тогда как фон подавлялся.
Эдуарду и коллеги описали этот метод в тезисах конференции 2025 года. Они также добавляли в данные искусственные движущиеся объекты, чтобы измерить, насколько надёжно алгоритм поиска их обнаруживал. Такая проверка помогает отличить реальный недостаток объектов от ограничений самого поиска.
«Хаббл» предоставил измерения в видимом свете в дополнение к инфракрасным наблюдениям «Уэбба». Его поле зрения перекрывало лишь часть поля «Уэбба», поэтому сравнение цветов относится к участкам, наблюдавшимся обоими телескопами. В более раннем докладе Морган и коллег описаны это перекрытие и подход к анализу цветов.
Цвета, пережившие бурную историю
По цвету небольшие объекты похожи на более крупные тела своих популяций. Возможно, столкновения происходили реже, чем ожидалось, либо обломки сохраняют признаки исходного состава. Исследователи пока не определили, какое объяснение подходит.
Несмотря на разное происхождение, обе популяции также имеют удивительно сходные распределения по размерам. Недостаток самых маленьких тел задаёт ещё одно ограничение для моделей формирования планет.
Эти измерения не позволяют восстановить каждое столкновение в истории отдельного объекта. Новое сравнение связывает размеры, орбитальную историю и цвета поверхности — три вида свидетельств о том, как формировались и изменялись строительные блоки планет.
