Astronomii au detectat pentru prima dată o atmosferă subțire în jurul unui minuscul corp ceresc din sistemul solar exterior, un obiect considerat anterior prea mic pentru a susține una. Mii de corpuri stâncoase înghețate, numite obiecte transneptuniene sau TNO, există în Centura Kuiper, la marginea sistemului nostru solar, rămășițe de la formarea sa acum 4,5 miliarde de ani, scrie antena3.ro.
Planeta pitică Pluto este cea mai mare dintre aceste TNO-uri, numite astfel deoarece se găsesc dincolo de orbita lui Neptun.
Temperaturile scăzute și gravitația slabă de la suprafața corpurilor mici i-au făcut mult timp pe astronomi să creadă că acestea nu sunt capabile să rețină atmosfere, cu excepția lui Pluto, care are una subțire. Atmosferele, în special cele dense, se formează de obicei în jurul planetelor sau sateliților mari, inclusiv al celui mai mare satelit al lui Saturn, Titan.
Între timp, planetele pitice Eris, Haumea, Makemake și candidata la planeta pitică Quaoar, cele mai mari organisme TNO după Pluto, nu par să aibă atmosferă.
În timpul unei rare ocazii de observare, astronomii din Japonia au observat stratul subțire al unei atmosfere din jurul unui TNO cunoscut sub numele de (612533) 2002 XV 93, potrivit unui studiu publicat luni în revista Nature Astronomy. În timp ce Pluto are un diametru de 2.377 de kilometri, 2002 XV 93 se întinde pe doar aproximativ 500 de kilometri.
Descoperirea neașteptată, făcută de Ko Arimatsu, profesor asociat și lector senior la Observatorul Astronomic Național din Japonia, și colegii săi, ar putea oferi o perspectivă fără precedent asupra modului în care se formează și rămâne o atmosferă în jurul unui obiect mic și ar putea schimba modul în care astronomii percep obiectele din Centura Kuiper.
O oportunitate de observare
Pe măsură ce ianuarie 2024 se apropia, Arimatsu și colegii săi se pregăteau pentru șansa unică de a observa o galaxie transneptuniană, în timp ce trecea prin fața unei stele strălucitoare, așa cum se vedea din Japonia.
2002 XV 93 are o orbită standard pentru un obiect din Centura Kuiper și este mai mică decât o planetă pitică, așa că nu a fost considerată diferită de alte obiecte TNO.
„Însă astfel de momente în care un TNO este iluminat de o stea din fundalul cosmic, numite ocultații stelare, sunt oportunități rare de a studia dimensiunea, forma și caracteristicile unui obiect mic, îndepărtat”, a spus Arimatsu.
Cercetătorii au fost instalați în trei locații diferite din Japonia, folosind observatoare din Kyoto și Prefectura Nagano, precum și un telescop condus de oameni de știință din Fukushima.
Lumina stelei a pălit treptat pe măsură ce TNO se mișca în fața ei, sugerând prezența unei atmosfere. Dacă un obiect nu are atmosferă, steaua dispare și reapare mult mai clar.
„Datele de observație au arătat o schimbare lină a luminozității stelei în apropierea marginii umbrei, cu o durată de aproximativ 1,5 secunde. Acest tip de schimbare lină a luminozității se explică în mod natural dacă lumina stelară a fost curbată de o atmosferă foarte subțire din jurul obiectului”, a scris Arimatsu.
Cercetătorii au calculat că 2002 XV 93 are o atmosferă de aproximativ 5 până la 10 milioane de ori mai subțire decât cea a Pământului – și suspectează două posibilități cu privire la ceea ce a creat-o.
Atmosfera ar putea fi produsul criovulcanilor de pe corpul mic și înghețat, care eliberează gaze interne precum metan, azot sau monoxid de carbon de sub suprafața sa. Sau, un alt obiect din Centura Kuiper, cum ar fi o cometă, ar fi putut lovi planeta 2002 XV 93, eliberând, de asemenea, gaze din subsol.
„Dacă atmosfera a fost creată în urma unui impact, ar putea dura doar câteva sute de ani. Dar dacă activitatea criovulcanică regulată reface în mod curent atmosfera prin eliberarea de gaze, ar putea dura mult mai mult”, a spus Arimatsu.
2002 XV 93
Observațiile viitoare ale 2002 XV 93, fie prin intermediul mai multor oportunități de ocultare stelară, fie prin utilizarea puternicului Telescop Spațial James Webb, vor ajuta astronomii să caracterizeze mai bine natura atmosferei și să determine originea acesteia, precum și modul în care atmosfera evoluează în timp.
„Dacă viitoarele observații ale ocultării dezvăluie o scădere constantă a presiunii, acest lucru ar sugera o origine a impactului la o scară scurtă de timp”, a spus Arimatsu.
Telescopul Webb ar putea, de asemenea, detecta emisiile de metan sau monoxid de carbon provenite de la obiect și ar putea identifica compoziția atmosferei.
Echipa lui Arimatsu continuă căutarea atmosferei din jurul altor obiecte transneptuniene (TNO), bazându-se pe observații ale ocultărilor stelare. Descoperirile lor ar putea ajuta la determinarea dacă 2002 XV 93 este o rară excepție de la regulă sau dacă și alte obiecte mici similare posedă atmosfere.
„A fost o descoperire interesantă. Se credea că obiecte precum 2002 XV93 ar fi prea mici pentru a avea o atmosferă, dar acest rezultat arată că nu este adevărat”, a spus Scott S. Sheppard, cercetător la Institutul Carnegie pentru Știință din Washington, DC.
Sheppard nu a participat la cercetare, dar a studiat și descoperit TNO-urile.
Descoperirea evidențiază, de asemenea, descoperirea unei activități recente pe 2002 XV 93, a remarcat Sheppard, „fie că este vorba de erupția de gaze înghețate, fie de urmările materialului care cade lent înapoi pe suprafața obiectului”.
„Acest lucru arată că Centura Kuiper nu este un loc rece și mort, ci este plină de activitate și conține multe dintre elementele constitutive ale vieții”, a scris Sheppard.
