Криовулканы на Макемаке: астрономы зафиксировали признаки вулканической активности на карликовой планете

Макемаке, одна из крупнейших карликовых планет в поясе Койпера, расположенная на расстоянии примерно в 45 раз дальше от Солнца, чем Земля, привлекла внимание ученых новыми данными.

Фото: freepik.com is licensed under public domain

Впервые зафиксированы признаки возможной вулканической активности на этом удаленном небесном теле, что ставит под сомнение прежние представления о его холодной и "спокойной" природе.

Еще в 2007 году с помощью инфракрасного телескопа "Спитцер" ученые смогли уточнить диаметр Макемаке — около 1500 километров, а также определить её альбедо (способность отражать свет), которое оказалось очень высоким — 0,8. Поверхность планеты покрыта метановым льдом и продуктами его разложения под воздействием солнечного излучения, такими как толины — органические вещества, которые придают планете красноватый оттенок.

В 2024 году команда геохимиков из США, используя космический телескоп "Джеймс Уэбб", провела анализ изотопного состава метана на Макемаке. Исследование показало, что метан на карликовой планете имеет геотермальные признаки, свидетельствующие о том, что его происхождение связано с высокими температурами, возможно, вызванными вулканической активностью. Это открытие стало неожиданным, так как ранее считалось, что холодные условия пояса Койпера делают вулканизм маловероятным.

Ранее аналогичные признаки вулканической активности были обнаружены на других карликовых планетах — Плутоне и Церере. Так, в 2015 году аппарат New Horizons зафиксировал следы деятельности криовулкана на Плутоне, который, хотя и был уже неактивен, оставил явные доказательства своего существования.

Криовулканы, в отличие от обычных вулканов, извергают не расплавленную лаву, а холодные вещества, такие как вода, метан или аммиак, в виде жидкостей или газов. Это явление также наблюдалось на Церере, что позволило ученым предположить, что криовулканизм может быть распространенным явлением на транснептуновых объектах.

Однако до последнего времени считалось, что на Макемаке, ввиду ее огромного расстояния от Солнца (5,6-7,9 миллиардов километров), такие процессы невозможны. Средняя температура на её поверхности составляет около минус 244 градусов Цельсия, и ранее предполагалось, что планета недостаточно велика, чтобы поддерживать вулканическую активность. Но новая группа ученых под руководством венгерского астронома Ксабы Кисса из обсерватории Конкоя зафиксировала тепловое излучение на Макемаке, которое не соответствовало её обычной температуре.

Используя спектрограф MIRI на телескопе "Джеймс Уэбб", ученые обнаружили аномальное тепловое излучение в инфракрасном диапазоне, которое указывало на наличие участков с температурой около минус 120 градусов Цельсия — значительно выше, чем средняя температура планеты. Это открытие заставило исследователей пересмотреть свои предположения о геологической активности Макемаке.

Существует две основные гипотезы, объясняющие это явление. Первая, наиболее вероятная, заключается в том, что на Макемаке происходит активность криовулкана — подобного тем, что были обнаружены на Плутоне и Церере. Это может означать, что под поверхностью карликовой планеты находится жидкий океан, который сохраняет тепло с момента её формирования. Вода в этом океане, скорее всего, содержит примеси аммиака и других солей, что позволяет ей оставаться жидкой при экстремально низких температурах.

Вторая гипотеза предполагает, что температурное повышение может быть связано с мелкозернистой пылью, окружающей планету и нагреваемой солнечными лучами. Эта пыль могла образовать тонкое кольцо вокруг Макемаке, что также объяснило бы наблюдаемую тепловую аномалию. Более того, возможно, что оба процесса могут быть взаимосвязаны: криовулкан может выбрасывать пылевые частицы в космос, создавая вокруг планеты такое кольцо.

Для окончательного подтверждения одной из гипотез необходимы дополнительные наблюдения. Исследователи отмечают, что они наблюдали планету всего около часа, и для более точных выводов потребуется больше времени и данных. Тем не менее, оба варианта объяснения — будь то наличие активного криовулкана или кольца пыли — представляют собой важные открытия. Криовулканизм на Макемаке станет уникальным явлением для объектов пояса Койпера, а обнаружение кольца пыли вокруг карликовой планеты станет первым таким случаем в истории астрономии.

Таким образом, Макемаке продолжает удивлять учёных, демонстрируя, что даже на отдаленных и холодных небесных телах могут происходить сложные геологические процессы, которые требуют пересмотра наших представлений о динамике транснептуновых объектов.

Уточнения

Карликовая планета согласно определению XXVI Ассамблеи Международного астрономического союза в 2006 году — это небесное тело, которое:

• вращается по орбите вокруг Солнца;
• имеет достаточную массу для того, чтобы, в отличие от малых тел Солнечной системы, под действием сил гравитации поддерживать близкую к сферической форму;
• не является спутником планеты;
• не может, в отличие от планет (также больших планет), расчистить район своей орбиты от других объектов.