หอดูดาวแห่งชาติญี่ปุ่นพบบรรยากาศบนร่างกายเล็กกว่าดาวพลูโต 2002XV93

กลุ่มวิจัยที่นำโดยหอดูดาวดาราศาสตร์แห่งชาติของญี่ปุ่นได้ระบุบรรยากาศที่บางมากบนวัตถุทรานส์เนปจูน 2002XV93 นี่เป็นการตรวจจับชั้นบรรยากาศบนเทห์ฟากฟ้าใดๆ ที่ไม่ใช่ดาวพลูโตในบริเวณรอบนอกของระบบสุริยะเป็นครั้งแรก

การค้นพบนี้ท้าทายความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์ก่อนหน้านี้ว่าเทห์ฟากฟ้าสามารถรักษาชั้นบรรยากาศได้ วัตถุที่วิเคราะห์นี้มีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 500 กิโลเมตร ซึ่งเล็กกว่าดาวพลูโตอย่างมาก ซึ่งอยู่ที่ 2,380 กิโลเมตร และได้แสดงสัญญาณของชั้นบรรยากาศแล้ว

การสังเกตดำเนินการในสามเมืองของญี่ปุ่น

การสังเกตการณ์เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 10 มกราคม พ.ศ. 2567 โดยใช้เทคนิคการบดบังดาวฤกษ์ นักวิจัยเฝ้าสังเกตช่วงเวลาที่วัตถุ 2002XV93 ผ่านหน้าดาวฤกษ์ที่มีขนาด 15 ดวงในกลุ่มดาวออริกา ซึ่งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 5.5 พันล้านกิโลเมตร

การสังเกตถูกกระจายออกไปในสามตำแหน่ง:

• เกียวโต – บันทึกการบดบังดวงดาวที่ชัดเจน
• นากาโนะ (จังหวัดนากาโน่) – ตรวจพบการเปลี่ยนแปลงของแสงอย่างค่อยเป็นค่อยไปในระยะเวลา 1.5 วินาที
• ฟุกุชิมะ (จังหวัดฟุกุชิมะ) – สังเกตการหรี่แสงของดวงดาวอย่างค่อยเป็นค่อยไป โดยมีส่วนร่วมอย่างมากจากกล้องโทรทรรศน์สมัครเล่นขนาด 25 เซนติเมตร

วิธีการตรวจจับการหักเหของแสง

เทคนิคการบังแสงทำงานโดยการวิเคราะห์พฤติกรรมของแสงดาวระหว่างการเคลื่อนที่ผ่านส่วนหน้าของวัตถุ เมื่อไม่มีบรรยากาศ แสงจะหายไปทันทีเมื่อไปถึงขอบเทห์ฟากฟ้า เมื่อมีบรรยากาศ แสงจะค่อยๆ หักเห และเปลี่ยนความสว่างอย่างวัดผลได้

ผลลัพธ์จากหอดูดาวในนากาโนะและเกียวโตแสดงให้เห็นรูปแบบที่สอดคล้องกับการปรากฏตัวของชั้นบรรยากาศ แม้ว่าฟุกุชิมะจะไม่ได้บันทึกการบดบังโดยตรง แต่ข้อมูลที่รวบรวมได้เสริมสมมติฐานทั่วไป

ลักษณะของบรรยากาศที่ตรวจพบ

การวิเคราะห์ด้วยแบบจำลองบรรยากาศเผยให้เห็นความดันพื้นผิวระหว่าง 100 ถึง 200 นาโนบาร์ การวัดนี้เทียบเท่ากับประมาณหนึ่งในสิบล้านของความดันบรรยากาศของโลกและหนึ่งในร้อยของความดันบรรยากาศดาวพลูโต

องค์ประกอบที่แน่นอนยังอยู่ระหว่างการตรวจสอบ ข้อมูลสอดคล้องกับองค์ประกอบหลักที่เป็นไปได้สามประการ:

• มีเทน
• ไนโตรเจน
• คาร์บอนมอนอกไซด์

สารระเหยเหล่านี้จะหลุดออกไปในอวกาศในวัตถุเย็นขนาดเล็กเช่นนี้เนื่องจากแรงโน้มถ่วงต่ำ รักษาบรรยากาศในสภาวะสุดขั้วเหล่านี้ — อุณหภูมิต่ำกว่า -220 องศาเซลเซียส; แสดงถึงปรากฏการณ์ที่ก่อนหน้านี้ถือว่าเป็นไปไม่ได้

ความหมายในการทำความเข้าใจระบบสุริยะชั้นนอก

การตรวจจับนี้ขยายความรู้เกี่ยวกับความหลากหลายของโลกนอกเหนือจากดาวเนปจูน วัตถุทรานส์เนปจูนเป็นวัตถุที่ถูกแช่แข็งซึ่งอยู่ที่ขอบด้านนอกของระบบสุริยะ โดยมีสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นมิตรและมีการสำรวจพลวัตของท้องฟ้าเพียงเล็กน้อย

การมีอยู่ของบรรยากาศในปี 2002XV93 แสดงให้เห็นว่ากลไกการกักเก็บบรรยากาศในวัตถุขนาดเล็กอาจมีความแข็งแกร่งมากกว่ารุ่นก่อนหน้าที่ระบุไว้ การค้นพบนี้เปิดมุมมองสำหรับการสังเกตการณ์ใหม่ๆ ของวัตถุอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกันในภูมิภาคทรานส์เนปจูน