Исследователи из Гавайского университета в Маноа представили новое исследование, объясняющее широкое разнообразие цветовой палитры объектов в поясе Койпера. Этот феномен, не наблюдающийся больше нигде в Солнечной системе, был давней загадкой для науки.
Исследование опубликовано в журнале Science Advances, а коротко о нем рассказывает Phys.org. Пояс Койпера - это область Солнечной системы, представляющая собой массивный диск и лежащий сравнительно недалеко от орбиты Нептуна. Он чем-то похож на пояс астероидов, но примерно в 20 раз шире него и в 20-200 раз массивнее.
Особенностью пояса Койпера является то, что он состоит из объектов, созданных в основном из летучих веществ, таких как метан, аммиак и вода. По сути, это огромные ледяные глыбы, но имеются в этом поясе и по крайней мере четыре карликовые планеты: Плутон, Хаумеа, Макемаке и Эрида. Объекты, наблюдаемые в поясе Койпера, демонстрируют гораздо более разнообразную цветовую гамму, чем любые объекты в других частях Солнечной системы.
Палитра очень широка, от белого до темно-красноватого цвета. Источник этого разнообразия цветов является давней загадкой для ученых. В новом исследовании команда астрономов в лабораторных условиях проверила идею о том, что источником разнообразия цветов может быть результат длительного воздействия галактических космических лучей на органические материалы, входящие в состав объектов пояса Койпера.
Астрономы привлекли к исследованию химиков. Совместная исследовательская группа под руководством профессора Ральфа И. Кайзера провела серию экспериментов по облучению различных органических соединений в условиях сверхвысокого вакуума. Затем был проведен всесторонний анализ для изучения эволюции цвета и его источника на молекулярном уровне.
Иными словами, в лаборатории были точно смоделированы условия пояса Койпера и проверены различные сценарии, при которых галактические космические лучи воздействуют на различные углеводороды, такие как метан и ацетилен. Было установлено, что ароматические (органические молекулы с конденсированными бензольными кольцами) структурные единицы, содержащие до трех колец, играют ключевую роль в получении красноватых цветов.
Эксперименты также продемонстрировали высокий уровень молекулярной сложности галактических космических лучей, буквально "перерабатывающих" углеводороды. По словам авторов работы, исследование проливает новый свет на понимание роли льдов, подвергшихся воздействию космической радиации, в раннем производстве биологических молекул-предшественников - молекул, которые участвуют в химической реакции, в результате которой образуется другая молекула.
"Поскольку астрономические наблюдения также обнаружили, например, аммиак, воду и метанол на поверхности объектов пояса Койпера, дальнейшие эксперименты по обработке этих льдов космическими лучами, как мы надеемся, помогут раскрыть природу истинного цветового разнообразия объектов пояса Койпера уже на молекулярном уровне", - подытожил доктор Ральф И. Кайзер.