Большинство изученных тел — малые, ледяные, с яркостью в сто миллионов раз ниже порога невооружённого глаза; это самые тусклые объекты подобного класса, зафиксированные напрямую. Главная аномалия двух исследований: малых тел в выборке оказалось меньше расчётного, а цветовые характеристики малых тел совпали с характеристиками крупных — что ставит под вопрос принятую механику столкновительной переработки поверхности.
Методика и точность измерений
Впервые для анализа транснептуновых объектов применена синхронная двухдиапазонная схема: Hubble — видимый диапазон, Webb — инфракрасный. Участок неба исследовался параллельно; в каждом наблюдении измерялись три параметра — цвет как индикатор поверхностного состава, абсолютный размер и элементы орбиты. Работу вели группы под руководством Национального исследовательского совета Канады: PhD-кандидаты из Университета Виктории и Университета Северной Аризоны во Флагстаффе. Со стороны Центра астрофизики Гарварда и Смитсоновского института в анализе участвовали старший астроном Мэтью Холман и приглашённый учёный Кевин Напье. Проницающая способность связки Hubble+Webb остаётся единственной комбинацией, при которой объекты с яркостью в одну стомиллионную от порога зрения доступны прямому фотометрическому разложению.
Два динамических класса
Транснептуновые объекты делятся на динамически «холодные» — сохранившие исходные круговые орбиты в плоскости эклиптики — и «горячие», сформировавшиеся между современными орбитами Урана и Нептуна, но выброшенные на вытянутые траектории при миграции газовых гигантов на ранней стадии эволюции Солнечной системы. До настоящих наблюдений предполагалось, что малое тело в обоих классах должно утратить первичный состав поверхности в результате многократных столкновений. Данные это опровергли: цветовые соотношения малых тел воспроизводят соотношения крупных в пределах инструментальной погрешности.
«Можно представить сценарий, в котором многократные столкновения и фрагментация меняют состав поверхности — и тогда цвет малых тел отличался бы от крупных. Поразительно, что самые маленькие объекты каким-то образом "помнят" и сохраняют историю своего формирования», — отмечает Анастасия Морган, PhD-кандидат Университета Северной Аризоны, руководившая анализом цвета и состава.
Физика сохранности
Объекты за орбитой Нептуна — реликтовые планетезимали, остановившиеся на стадии до слияния в полноценные планеты: процесс прервался, не дойдя до второй ступени аккреции, и за орбитой Нептуна осталась замороженная популяция твёрдых зародышей. Дефицит малых тел в наблюдаемой выборке требует пересмотра моделей каскадной фрагментации в Поясе Койпера. Возможны два механизма: либо частота столкновений ниже модельной, либо поверхность сохраняет первичный состав вне зависимости от ударной переработки. Количественное разделение этих двух гипотез остаётся открытым; расширение выборки и спектроскопия высокого разрешения на Webb — основной инструмент проверки. Масштабирование выводов на полный Пояс Койпера потребует увеличения статистики минимум на порядок.