Majhno nebesno telo za Neptunom, ki ne bi smelo imeti atmosfere

V odročnih predelih osončja, onstran orbite najbolj oddaljenega planeta Neptuna, kroži množica nebesnih teles, znanih pod imenom transneptunska telesa (TNO). Najbolj znan predstavnik tega območja je pritlikavi planet Pluton, a pozornost japonskih astronomov je tokrat pritegnil precej manjši objekt, ki kaže, da ima tanko atmosfero.

Večina TNO je tako mrzlih in njihova površinska gravitacija je tako šibka, da se ne pričakuje, da bi ohranila atmosfero. Opažanja zato sprožajo vprašanja, kdaj in kako se je atmosfera oblikovala.

Nebesno telo z znanstvenim imenom (612533) 2002 XV93 ima premer le približno 500 kilometrov, okoli Sonca kroži na približno enaki razdalji kot Pluton. Ta ima premer 2370 kilometrov. Atmosfera 2002 XV93 je po vsej verjetnosti približno od pet- do desetmilijonkrat redkejša od Zemljinega ozračja in približno 50- do stokrat redkejša od atmosfere Plutona.

Opazovanja s pomočjo zvezde

Japonski astronomi so izkoristili opazovanje nebesnega telesa, ko je potovalo pred zvezdo. Orbita 2002 XV93 je namreč takšna, da je, gledano iz Japonske, 10. januarja 2024 prešla neposredno pred zvezdo. Ko zvezda izgine, lahko postopoma bledi, kar kaže, da svetloba slabi, ko prehaja skozi tanko atmosfero; če nenadoma ugasne, to pomeni, da se je skrila za trdno površino. Ekipa profesionalnih in ljubiteljskih astronomov pod vodstvom Koja Arimatsuja iz astronomskega observatorija NAOJ Išigakidžima je opazovala zvezdo, ko je 2002 XV93 preletel pred njo, z več lokacij po Japonski. Pridobljeni podatki so skladni z oslabitvijo svetlobe zaradi atmosfere. Njihove ugotovitve so bile objavljene v reviji Nature Astronomy.

»Odkritje kaže, da nekatera majhna ledena telesa v zunanjem delu Osončja morda niso povsem neaktivna ali nespremenljiva, kot se je prej domnevalo,« je dejal Ko Arimatsu, vodja Astronomskega observatorija Išigakidžima. »Menilo se je, da na tako majhnem telesu atmosfera ne bi obstajala,« je dodal astronom in soavtor študije Juniči Vatanabe, direktor Inštituta za vesoljske znanosti Kojama na Univerzi Kjoto Sangjo. To kaže, da tudi v oddaljenem, hladnem svetu obstajajo dinamike, ki jih do zdaj niso poznali.

Izračuni kažejo, da lahko nebesno telo atmosfero obdrži za največ tisoč let, če se ne dopolnjuje. Zato je ali nastala ali pa je bila dopolnjena pred kratkim. Raziskovalci so predstavili dve možni razlagi. Prva je, da gre morda za trajno atmosfero, ki bi jo lahko ohranjal kriovulkanizem, pri čemer plini iz notranjosti uhajajo ali izhajajo skozi razpoke na površini. »Druga možnost je, da je atmosfera začasna in je nastala zaradi plinov, ki so se sprostili, ko je ta objekt pred relativno kratkim časom trčil z drugim, manjšim objektom.«

V tem primeru bo atmosfera počasi izginjala. »Če bo obstala ali se spreminjala sezonsko, bo to nakazovalo na stalno notranje oskrbo,« je dejal Arimatsu.

Opazovanja vesoljskega teleskopa James Webb ne kažejo nobenih znakov zamrznjenih plinov na površini 2002 XV93, ki bi se lahko sublimirali in oblikovali atmosfero. Za točne ugotovitve so potrebna nadaljnja opazovanja. Raziskovalci še menijo, da v atmosferi verjetno prevladujejo metan, dušik ali ogljikov monoksid.

Telo v Kuiperjevem pasu verjetno izvira iz začetkov Osončja pred nekaj več kot 4,5 milijarde let. Potuje po eliptični poti okoli Sonca, pri čemer za en obhod potrebuje 247 let. Raziskovalci so dejali, da njegova sestava verjetno vključuje vodni led, kamenje in snovi, bogate z organskimi snovmi. V času opazovanj se je nahajal približno 5,5 milijarde kilometrov od Sonca. Njegova oddaljenost od Sonca je približno od 39,6 astronomske enote (AE) do 34,6 AE na najbližji točki in 44,6 AE na najbolj oddaljeni. Ena astronomska enota je približna razdalja med Zemljo in Soncem, ki znaša približno 150 milijonov kilometrov.