На рубу Сунчевог система – мали објекат са атмосфером изазвао изненађење астронома

Хиљаде залеђених, стеновитих тела познатих као транс-нептунски објекти (ТНО) круже у Кајперовом појасу, области иза орбите Нептуна. Ови објекти су остаци формирања Сунчевог система пре четири и по милијарде година. Због екстремно ниских температура и слабе гравитације, астрономи су дуго веровали да, са изузетком патуљасте планете Плутон, ова тела не могу да задрже атмосферу.

Међутим, неочекивано откриће тима јапанских научника, објављено у часопису Nature Astronomy, сада доводи у питање ту претпоставку.

У центру пажње је објекат не тако звучног имена (612533) 2002 XV93. Са пречником од свега око 500 километара, он је значајно мањи од Плутона (2.377 км) и других великих ТНО објеката попут Хаумеe, Макемаке и Еридe, за које се не чини да имају атмосферу.

Ипак, посматрања показују да овај мали свет обавија изузетно танак гасовити омотач, чији је притисак пет до десет милиона пута мањи од Земљиног.

Шапат у тами: како је откривена атмосфера

До открића је дошао тим који је предводио др Ко Аримацу, ванредни професор са Националне астрономске опсерваторије Јапана, користећи јединствену прилику у јануару 2024. године.

Тада је 2002 XV93, посматрано са Земље, прошао испред једне удаљене звезде. Овај догађај, познат као звездана окултација, редак је прозор у проучавање удаљених и тамних објеката.

Истраживачи су поставили телескопе на три различите локације широм Јапана, укључујући опсерваторије у Кјоту и Нагану, као и телескоп којим управља астроном аматер у Фукушими.

Када небеско тело без атмосфере прође испред звезде, њена светлост нагло нестане и исто тако се нагло појави. Међутим, подаци посматрања објекта 2002 XV93 показали су нешто другачије.

„Подаци су показали постепену промену сјаја звезде близу ивице сенке, која је трајала око 1,5 секунди", објаснио је др Аримацу. „Оваква постепена промена сјаја природно се објашњава ако је светлост звезде била преломљена кроз веома танку атмосферу око објекта", додаје професор.

Иако су неки научници, попут шпанског астронома Хосе-Луиса Ортиза, изнели могућност да би се сличан ефекат могао постићи и прстеном који се налази близу тела, др Аримацу сматра да такав сценарио није у складу са свим прикупљеним подацима.

Мистерија порекла гасовитог омотача

Откриће атмосфере покренуло је кључно питање: како је она настала и како опстаје на тако малом телу? Научници су изнели две главне хипотезе.

Према првој, атмосфера би могла бити производ криовулканизма – процеса у којем гасови попут метана, азота или угљен-моноксида избијају из унутрашњости леденог тела на површину. Ако редовна криовулканска активност допуњује атмосферу, она би могла бити дуготрајна.

Друга могућност је да је атмосфера привремена, настала као последица недавног судара са неким другим, мањим објектом из Кајперовог појаса, попут комете. Такав удар би ослободио заробљене гасове испод површине.

„Ако је атмосфера настала као последица удара, она би могла нестати у наредних неколико стотина година", напомиње Аримацу. Будућа посматрања, укључујући и она уз помоћ моћног свемирског телескопа „Џејмс Веб“, могла би да помогну у разрешењу ове дилеме анализом састава атмосфере и праћењем њене стабилности.

Далеки светови нису хладни и мртви

Ово откриће стиже у време када нове технологије откривају да су светови на ивици Сунчевог система динамичнији него што се претпостављало. Недавне студије других патуљастих планета, попут Еридее и Макемакеа, такође су откриле доказе о унутрашњој активности, указујући на постојање топлих језгара која би могла да подржавају и течну воду испод залеђене коре. Налаз на објекту 2002 XV93 додатно поткрепљује ову нову слику.

„Мислило се да су објекти попут 2002 XV93 премали да би имали атмосферу, али овај резултат показује да то није тачно", изјавио је др Скот С. Шепард, научник са Института за науку Карнеги, који није учествовао у истраживању. Откриће, према његовим речима, указује на недавну активност на овом малом свету, било да је реч о ерупцији залеђених гасова или последицама судара.

Ово мења перцепцију Кајперовог појаса из хладног, геолошки мртвог простора у подручје које врви од активности. Уместо да буду само инертни остаци прошлости, ови далеки светови показују се као места на којима се и данас одвијају сложени процеси, отварајући нова питања о формирању и еволуцији тела на самом рубу нашег космичког комшилука.