Astronomi su pronašli atmosferu oko objekta u Sunčevom sustavu. Ne bi je trebao imati

Patuljasti planet Pluton najveći je među tim TNO-ovima, koji su tako nazvani jer se nalaze iza orbite Neptuna. Vrlo niske temperature i slaba površinska gravitacija tih malih tijela dugo su navodile astronome na zaključak da ona ne mogu zadržati atmosferu — osim Plutona, koji ima tanku atmosferu. Atmosfere, osobito guste, obično se stvaraju oko velikih planeta ili mjeseca, uključujući Titan, najveći Saturnov satelit, piše CNN.

U međuvremenu, patuljasti planeti Eris, Haumea, Makemake i kandidat za patuljasti planet Quaoar, najveći TNO-ovi nakon Plutona, ne pokazuju znakove atmosfera.

Tijekom rijetke prilike za promatranje, astronomi u Japanu uočili su tanki sloj atmosfere oko TNO-a poznatog kao (612533) 2002 XV93, prema studiji objavljenoj u ponedjeljak u časopisu Nature Astronomy.

Dok Pluton ima promjer od 2.377 kilometara, 2002 XV93 širok je samo oko 500 kilometara.

Neočekivano otkriće — koje su napravili dr. Ko Arimatsu, izvanredni profesor i viši predavač na Nacionalnom astronomskom opservatoriju Japana, i njegovi kolege — moglo bi pružiti dosad nezabilježen uvid u to kako se atmosfera stvara i opstaje oko malog objekta te promijeniti način na koji astronomi razmišljaju o objektima u Kuiperovu pojasu.

Iskorištavanje prilike za promatranje

Kako se približavao siječanj 2024., Arimatsu i njegovi kolege pripremali su se za jedinstvenu priliku promatranja TNO-a dok prolazi ispred sjajne zvijezde, gledano iz Japana.

2002 XV93 ima tipičnu orbitu za objekt Kuiperova pojasa i manji je od patuljastog planeta, pa se nije smatrao drugačijim od ostalih TNO-ova.

No takvi trenuci, kada TNO osvijetli zvijezda u kozmičkoj pozadini — događaj poznat kao zvjezdana okultacija — rijetke su prilike za proučavanje veličine, oblika i obilježja malog, udaljenog objekta, rekao je Arimatsu. Istraživači su postavili opremu na tri različite lokacije diljem Japana, koristeći opservatorije u Kyotu i prefekturi Nagano, kao i teleskop kojim upravljaju građani-znanstvenici u Fukushimi.

Svjetlost zvijezde postupno je blijedjela dok je TNO prolazio ispred nje, što upućuje na prisutnost atmosfere. Da objekt nema atmosferu, zvijezda bi nestala i ponovno se pojavila mnogo naglije.

“Podaci promatranja pokazali su glatku promjenu sjaja zvijezde blizu ruba sjene, koja je trajala oko 1,5 sekundi”, napisao je Arimatsu u e-mailu. “Takva glatka promjena sjaja prirodno se objašnjava ako je svjetlost zvijezde bila savijena vrlo tankom atmosferom oko objekta.”

Istraživači su izračunali da atmosfera 2002 XV93 ima gustoću oko 5 do 10 milijuna puta manju od Zemljine te pretpostavljaju dvije moguće teorije o njezinu nastanku.

Atmosfera bi mogla biti rezultat kriovulkana na tom malom ledenom tijelu, koji ispuštaju unutarnje plinove poput metana, dušika ili ugljikova monoksida ispod površine. Druga mogućnost jest da je neki drugi objekt iz Kuiperova pojasa, poput kometa, udario u 2002 XV93 i također oslobodio plinove iz podzemnih slojeva.

Ako je atmosfera nastala zbog udara, mogla bi trajati samo nekoliko stotina godina, rekao je Arimatsu. No ako kriovulkanska aktivnost redovito obnavlja atmosferu oslobađanjem plinova, mogla bi opstati mnogo dulje.

Upoznavanje s objektom 2002 XV93

Buduća promatranja 2002 XV93, bilo kroz nove prilike za zvjezdane okultacije ili korištenjem moćnog svemirskog teleskopa James Webb, pomoći će astronomima da bolje odrede prirodu atmosfere i njezino podrijetlo, kao i način na koji se atmosfera mijenja tijekom vremena.

“Ako buduća promatranja okultacija pokažu postupan pad tlaka, to bi upućivalo na kratkotrajno podrijetlo povezano s udarom”, rekao je Arimatsu.

Teleskop Webb također bi mogao otkriti emisije metana ili ugljikova monoksida koje dolaze s objekta i identificirati sastav atmosfere.

Arimatsujev tim nastavlja potragu za atmosferama oko drugih TNO-ova oslanjajući se na promatranja zvjezdanih okultacija. Njihovi nalazi mogli bi pomoći u određivanju je li 2002 XV93 rijetka iznimka ili i drugi slični mali objekti također imaju atmosfere.

“Ovo je bilo uzbudljivo otkriće za čitati”, rekao je dr. Scott S. Sheppard, znanstvenik Carnegie Institution for Science u Washingtonu. “Smatralo se da su objekti poput 2002 XV93 premali da bi imali atmosferu, ali ovaj rezultat pokazuje da to nije točno.”

Sheppard nije sudjelovao u istraživanju, ali je proučavao i otkrivao TNO-ove.

Otkriće također ukazuje na nedavnu aktivnost na objektu 2002 XV93, istaknuo je Sheppard, bilo da je riječ o erupciji smrznutih plinova ili posljedicama materijala koji polako ponovno pada na površinu objekta.

“Ovo pokazuje da Kuiperov pojas nije hladno i mrtvo mjesto”, napisao je Sheppard u e-mailu, “nego da vrvi aktivnošću i sadrži mnoge gradivne elemente života.”