Два новых исследования, основанных на данных космических телескопов имени Джеймса Уэбба и «Хаббл», показали, что транснептуновые объекты (ТНО) сохраняют информацию о месте своего формирования на протяжении миллиардов лет. Ранее считалось, что малые тела Солнечной системы под воздействием гравитации планет теряют первоначальный состав из-за столкновений и перемещений. Однако наблюдения за самыми тусклыми и далёкими объектами опровергли это представление.
Формирование Солнечной системы было сложным процессом, но два обстоятельства установлены достаточно надёжно. Состав небесного тела во многом зависит от того, где оно образовалось: ледяные гиганты Уран и Нептун сформировались за пределами линии снега, а Земля и Венера — ближе к Солнцу, где солнечный ветер лишил их атмосферы водорода и гелия. Кроме того, место формирования не остаётся неизменным: Юпитер и Сатурн в процессе образования смещались к Солнцу, а затем в ходе так называемой Великой миграции заняли современные орбиты. Это перестроение также стало причиной периода поздней тяжёлой бомбардировки около 4 миллиардов лет назад, когда Земля пережила ряд крупнейших ударов.
Долгое время господствовала точка зрения, что планеты сохраняют исходный состав на протяжении всей жизни, а малые тела могут его менять. Поскольку гравитация планет разбрасывает небольшие объекты, они должны чаще сталкиваться и сильнее менять свой облик, что стирало бы следы их происхождения. Обе новые работы сосредоточены на транснептуновых объектах, которые обращаются далеко за орбитой Нептуна. Среди них есть карликовые планеты вроде Плутона и Эриды, но большинство — это мелкие тела, которые из-за размеров и удалённости от Солнца очень тусклы и трудны для изучения.
ТНО делятся на два основных типа. Холодные объекты сформировались вблизи своих нынешних позиций на окраине Солнечной системы, их орбиты обычно круговые и лежат в одной плоскости с планетами. Горячие ТНО образовались в области между современными орбитами Урана и Нептуна, а в ходе миграции планет были вытеснены во внешнюю часть системы; их орбиты, как правило, эллиптические и наклонены к плоскости планет. Статистически эти группы легко различимы: крупнейшим горячим ТНО является Эрида, а крупным холодным — Макемаке.
Первое исследование с использованием данных телескопа имени Джеймса Уэбба изучило цвета поверхности и светимость ТНО, второе на основе данных Уэбба и «Хаббла» — распределение объектов по размерам. Выяснилось, что холодные ТНО в основном имеют красноватый оттенок, тогда как у горячих разброс цветов шире. Эта закономерность сохраняется даже для самых маленьких объектов. Хотя сейчас горячие и холодные ТНО находятся примерно на одинаковом расстоянии от Солнца, история их происхождения по-прежнему отражена в их окраске. Размерные распределения обеих групп оказались схожими, что говорит о сопоставимой частоте столкновений за время их существования, а сам процесс вытеснения горячих ТНО во внешнюю область проходил без катастрофических событий.
Ещё один результат работы — количество малых ТНО оказалось меньше, чем предсказывают модели формирования планет. Это может объяснять, почему оба типа объектов сохранили следы своей истории, но одновременно ставит вопросы о том, как формировались эти небольшие тела. Часть из них ещё предстоит обнаружить, и они могут рассказать новые подробности о прошлом Солнечной системы.