Astronomi su po prvi put otkrili tanku atmosferu oko sićušnog nebeskog tijela u vanjskom dijelu Sunčevog sustava, objekta za koji se dosad smatralo da je premalen da bi je mogao imati.
Neočekivano otkriće, objavljeno u časopisu Nature Astronomy, moglo bi promijeniti razumijevanje o formiranju i zadržavanju atmosfere oko malih objekata te ponuditi novi pogled na tijela u Kuiperovom pojasu, piše CNN.
Kuiperov pojas, smješten na rubu našeg Sunčevog sustava, dom je tisućama zaleđenih, stjenovitih tijela poznatih kao transneptunski objekti (TNO), koji predstavljaju ostatke iz vremena formiranja sustava prije 4.5 milijardi godina. Ovi objekti nazivaju se transneptunskima jer se nalaze iza orbite Neptuna, a najveći među njima je patuljasti planet Pluton.
Zbog niskih temperatura i slabe gravitacije, astronomi su dugo vjerovali da manja tijela nisu sposobna zadržati atmosferu. Pluton, sa svojom tankom atmosferom, bio je poznata iznimka. S druge strane, čini se da patuljasti planeti Eris, Haumea, Makemake i kandidat za patuljasti planet Quaoar, koji su nakon Plutona najveći TNO-i, nemaju atmosferu.
Upravo zato je otkriće japanskih astronoma, predvođenih dr. Koom Arimatsuom s Nacionalnog astronomskog opservatorija Japana, toliko značajno. Promatrajući TNO poznat kao (612533) 2002 XV93, uočili su tanak atmosferski sloj. Dok Pluton ima promjer od 2377 kilometara, 2002 XV93 širok je samo oko 500 kilometara, što otkriće čini još iznenađujućim.
Prilika koja je sve promijenila
Arimatsu i njegovi kolege iskoristili su rijetku priliku u siječnju 2024. godine, kada je 2002 XV93 trebao proći ispred jedne sjajne zvijezde, gledano iz Japana.
3Takvi događaji, poznati kao zvjezdane okultacije, pružaju jedinstvenu mogućnost za proučavanje veličine, oblika i drugih svojstava udaljenih objekata. Istraživači su postavili promatračke postaje na tri lokacije diljem Japana, koristeći opservatorije u Kyotu i prefekturi Nagano te teleskop kojim upravljaju građani-znanstvenici u Fukushimi.
Dok se 2002 XV93 kretao ispred zvijezde, njezina svjetlost nije naglo nestala i ponovno se pojavila, što bi bio slučaj da objekt nema atmosferu. Umjesto toga, svjetlost je postupno slabila, što je ukazivalo na postojanje atmosferskog sloja koji lomi svjetlost.
"Podaci s promatranja pokazali su postupnu promjenu sjaja zvijezde blizu ruba sjene, koja je trajala oko 1.5 sekundi", objasnio je Arimatsu.
"Takva se postupna promjena prirodno objašnjava ako je svjetlost zvijezde bila prelomljena zbog vrlo tanke atmosfere oko objekta."
Istraživači su izračunali da je atmosfera objekta 2002 XV93 otprilike 5 do 10 milijuna puta rjeđa od Zemljine. Postoje dvije glavne pretpostavke o njezinom nastanku. Mogla je nastati kao rezultat kriovulkana na ovom malom, ledenom tijelu, koji oslobađaju plinove poput metana, dušika ili ugljikovog monoksida iz njegove unutrašnjosti.
Druga je mogućnost da je drugi objekt iz Kuiperovog pojasa, poput kometa, udario u 2002 XV93 i tako oslobodio plinove ispod površine. Ako je atmosfera nastala zbog udara, mogla bi potrajati samo nekoliko stotina godina, smatra Arimatsu. No, ako je redovita kriovulkanska aktivnost obnavlja, mogla bi trajati znatno duže.
Što dalje?
Buduća promatranja objekta 2002 XV93, bilo kroz nove zvjezdane okultacije ili korištenjem moćnog svemirskog teleskopa James Webb, pomoći će astronomima da bolje razumiju prirodu ove atmosfere, njezin sastav i porijeklo.
"Ako buduća promatranja okultacija pokažu kontinuirani pad tlaka, to bi upućivalo na kratkotrajni udar kao uzrok nastanka", rekao je Arimatsu. Teleskop Webb također bi mogao detektirati emisije metana ili ugljikovog monoksida i tako precizno identificirati sastav atmosfere.
Arimatsuov tim nastavit će potragu za atmosferama oko drugih transneptunskih objekata kako bi utvrdili je li 2002 XV93 rijetka iznimka ili i drugi slični mali objekti također imaju atmosfere.
"Bilo je uzbudljivo čitati o ovom otkriću", izjavio je dr. Scott S. Sheppard, znanstvenik s Instituta za znanost Carnegie u Washingtonu, koji nije sudjelovao u istraživanju. "Smatralo se da su objekti poput 2002 XV93 premali da bi imali atmosferu, no ovaj rezultat pokazuje da to nije točno."
Sheppard, koji se bavi proučavanjem i otkrivanjem TNO-a, napomenuo je da otkriće također ukazuje na nedavnu aktivnost na objektu 2002 XV93, bilo da se radi o erupciji zaleđenih plinova ili posljedicama udara.
"Ovo pokazuje da Kuiperov pojas nije hladno, mrtvo mjesto, već da vrvi aktivnošću i sadrži brojne temeljne elemente za život", zaključio je Sheppard.
Neočekivano otkriće, objavljeno u časopisu Nature Astronomy, moglo bi promijeniti razumijevanje o formiranju i zadržavanju atmosfere oko malih objekata te ponuditi novi pogled na tijela u Kuiperovom pojasu, piše CNN.
Kuiperov pojas, smješten na rubu našeg Sunčevog sustava, dom je tisućama zaleđenih, stjenovitih tijela poznatih kao transneptunski objekti (TNO), koji predstavljaju ostatke iz vremena formiranja sustava prije 4.5 milijardi godina. Ovi objekti nazivaju se transneptunskima jer se nalaze iza orbite Neptuna, a najveći među njima je patuljasti planet Pluton.
Zbog niskih temperatura i slabe gravitacije, astronomi su dugo vjerovali da manja tijela nisu sposobna zadržati atmosferu. Pluton, sa svojom tankom atmosferom, bio je poznata iznimka. S druge strane, čini se da patuljasti planeti Eris, Haumea, Makemake i kandidat za patuljasti planet Quaoar, koji su nakon Plutona najveći TNO-i, nemaju atmosferu.
Upravo zato je otkriće japanskih astronoma, predvođenih dr. Koom Arimatsuom s Nacionalnog astronomskog opservatorija Japana, toliko značajno. Promatrajući TNO poznat kao (612533) 2002 XV93, uočili su tanak atmosferski sloj. Dok Pluton ima promjer od 2377 kilometara, 2002 XV93 širok je samo oko 500 kilometara, što otkriće čini još iznenađujućim.
Prilika koja je sve promijenila
Arimatsu i njegovi kolege iskoristili su rijetku priliku u siječnju 2024. godine, kada je 2002 XV93 trebao proći ispred jedne sjajne zvijezde, gledano iz Japana.
3Takvi događaji, poznati kao zvjezdane okultacije, pružaju jedinstvenu mogućnost za proučavanje veličine, oblika i drugih svojstava udaljenih objekata. Istraživači su postavili promatračke postaje na tri lokacije diljem Japana, koristeći opservatorije u Kyotu i prefekturi Nagano te teleskop kojim upravljaju građani-znanstvenici u Fukushimi.
Dok se 2002 XV93 kretao ispred zvijezde, njezina svjetlost nije naglo nestala i ponovno se pojavila, što bi bio slučaj da objekt nema atmosferu. Umjesto toga, svjetlost je postupno slabila, što je ukazivalo na postojanje atmosferskog sloja koji lomi svjetlost.
"Podaci s promatranja pokazali su postupnu promjenu sjaja zvijezde blizu ruba sjene, koja je trajala oko 1.5 sekundi", objasnio je Arimatsu.
"Takva se postupna promjena prirodno objašnjava ako je svjetlost zvijezde bila prelomljena zbog vrlo tanke atmosfere oko objekta."
Istraživači su izračunali da je atmosfera objekta 2002 XV93 otprilike 5 do 10 milijuna puta rjeđa od Zemljine. Postoje dvije glavne pretpostavke o njezinom nastanku. Mogla je nastati kao rezultat kriovulkana na ovom malom, ledenom tijelu, koji oslobađaju plinove poput metana, dušika ili ugljikovog monoksida iz njegove unutrašnjosti.
Druga je mogućnost da je drugi objekt iz Kuiperovog pojasa, poput kometa, udario u 2002 XV93 i tako oslobodio plinove ispod površine. Ako je atmosfera nastala zbog udara, mogla bi potrajati samo nekoliko stotina godina, smatra Arimatsu. No, ako je redovita kriovulkanska aktivnost obnavlja, mogla bi trajati znatno duže.
Što dalje?
Buduća promatranja objekta 2002 XV93, bilo kroz nove zvjezdane okultacije ili korištenjem moćnog svemirskog teleskopa James Webb, pomoći će astronomima da bolje razumiju prirodu ove atmosfere, njezin sastav i porijeklo.
"Ako buduća promatranja okultacija pokažu kontinuirani pad tlaka, to bi upućivalo na kratkotrajni udar kao uzrok nastanka", rekao je Arimatsu. Teleskop Webb također bi mogao detektirati emisije metana ili ugljikovog monoksida i tako precizno identificirati sastav atmosfere.
Arimatsuov tim nastavit će potragu za atmosferama oko drugih transneptunskih objekata kako bi utvrdili je li 2002 XV93 rijetka iznimka ili i drugi slični mali objekti također imaju atmosfere.
"Bilo je uzbudljivo čitati o ovom otkriću", izjavio je dr. Scott S. Sheppard, znanstvenik s Instituta za znanost Carnegie u Washingtonu, koji nije sudjelovao u istraživanju. "Smatralo se da su objekti poput 2002 XV93 premali da bi imali atmosferu, no ovaj rezultat pokazuje da to nije točno."
Sheppard, koji se bavi proučavanjem i otkrivanjem TNO-a, napomenuo je da otkriće također ukazuje na nedavnu aktivnost na objektu 2002 XV93, bilo da se radi o erupciji zaleđenih plinova ili posljedicama udara.
"Ovo pokazuje da Kuiperov pojas nije hladno, mrtvo mjesto, već da vrvi aktivnošću i sadrži brojne temeljne elemente za život", zaključio je Sheppard.
