На карликовой планете впервые обнаружены признаки активного вулканизма.

Макемаке — карликовая планета, один из самых крупных и ярких объектов пояса Койпера, находящийся примерно в 45 раз дальше от Солнца, чем Земля. В 2007 году инфракрасный космический телескоп «Спитцер» помог астрономам определить диаметр и альбедо Макемаке. Согласно этим измерениям, диаметр карликовой планеты составляет около 1500 километров, а геометрическое альбедо — 0,8.

Поверхность Макемаке в основном покрыта метановым льдом и продуктами, возникающими при испарении метана под воздействием солнечного света (например, толин — смесь органических сополимеров). В 2024 году группа геохимиков из США провела анализ изотопного состава метана карликовой планеты с использованием космического телескопа «Джеймс Уэбб». Исследуя относительное содержание различных изотопов в веществе, ученые получают информацию о его особенностях формирования и эволюции.

Результаты анализа соотношения различных изотопов водорода в метане указывают на наличие геотермальных процессов в недрах Макемаке. Это означает, что метан на поверхности карликовой планеты имеет геохимические признаки, свидетельствующие о его образовании в высокотемпературных условиях — например, в результате вулканической активности. Таким образом, он отличается от метана, обнаруженного на кометах.

В 2015 году космический аппарат New Horizons обнаружил на поверхности другой карликовой планеты, Плутона, аналогичные признаки, а именно — следы работы криовулкана, который к тому времени уже не был активен. Криовулканы — это форма вулканической активности в условиях низких температур. Вместо расплавленных пород они извергают воду, аммиак и метан — как в жидком состоянии (криолаву), так и в газообразном.

Затем аналогичные следы обнаружили на еще одной карликовой планете — Церере. В то время ученые предположили, что криовулканизм на транснептуновых объектах не является редким явлением. Однако обнаружить действующий вулкан на карликовой планете пока не удалось.

До миссии New Horizons специалисты считали, что, поскольку Макемаке находится далеко от Солнца (на расстоянии 5,6-7,9 миллиарда километров), она слишком холодна для вулканической активности. Равновесная температура там составляет примерно минус 244 градуса Цельсия. Кроме того, считалось, что космическое тело недостаточно велико для запуска этого процесса.

Команда астрономов из Венгрии под руководством Ксаба Кисса (Csaba Kiss) из обсерватории Конкоя, вероятно, получила доказательства вулканической активности на Макемаке, происходящей в настоящее время (на момент написания статьи).

Ученые зафиксировали в инфракрасном диапазоне (в интервале 18-25 микрометров, μm) тепловое излучение, соответствующее температуре минус 120 градусов Цельсия, что значительно выше средней температуры Макемаке, составляющей минус 244 градуса. Открытие было сделано с помощью спектрографа MIRI, установленного на «Джеймсе Уэббе».

Изменения температуры исследователи объяснили двумя возможными факторами. Первая и, по мнению авторов исследования, более вероятная — это активность криовулкана. Вторая — мелкозернистая пыль, окружающая Макемаке.

Если причиной температурных колебаний является криовулканическая деятельность, то на поверхности карликовой планеты есть действующий криовулкан, под которым, возможно, находится жидкий океан. Вероятно, он оставался жидким с момента своего образования благодаря скрытому теплу внутри карликовой планеты.

По словам Кисса, вероятно, океан состоит не из обычной воды, а содержит примеси аммиака и солей других веществ. Кроме того, сам криовулкан для наблюдателя может выглядеть совершенно иначе, чем привыкли видеть астрономы на других телах. Например, это может быть трещина в коре, через которую на поверхность выбрасывается метан.

Температурные изменения также могли быть вызваны мелкозернистой углеродной пылью, нагретой Солнцем, которая может окружать Макемаке в виде тонкого кольца. Возможно даже, что температурную аномалию вызывают сразу оба этих процесса, каким-то образом связанные между собой: например, криовулкан выбрасывает в космос мелкозернистый материал.

Чтобы окончательно разобраться в вопросе, необходимо провести более длительные наблюдения за Макемаке. В работе, опубликованной на сайте электронного архива препринтов arXiv.org, авторы отметили, что исследовали карликовую планету менее часа.

В любом случае, не имеет значения, что будет причиной изменения температуры — криовулкан или мелкозернистая пыль: оба варианта окажутся сенсационными. Во-первых, ученые еще ни разу не обнаруживали кольцо из мелкозернистой пыли вокруг карликовых планет. Во-вторых, активный криовулкан в поясе Койпера — само по себе уникальное явление.