Az Japão Observatório Astronômico Nacional-hez kapcsolt Pesquisadores gyenge légkör jelenlétét rögzítette az égitest körül (612533) 2002 XV93. A sziklás, jeges objektum körülbelül 500 kilométer átmérőjű, és több mint 5,5 milliárd kilométerre kering az Sol-től. A felfedezés az Kuiper Cinturão néven ismert régiójában történt, a Naprendszernek az Plutão pályáján túl található területén. Az adatok mérföldkövet jelentenek a kortárs űrkutatásban.
A gáznemű réteg azonosítása egy 2024 januárjában rögzített csillagok okkultáció elemzésével történt. A csillagászati jelenség lehetővé tette a tudósok számára, hogy megmérjék egy távoli csillag fénytörését az objektum áthaladása közben. A felfedezés meglepte a nemzetközi tudományos közösséget. Até Abban az időben a szakértők valószínűtlennek tartották, hogy az ilyen kis méretű és gyenge gravitációs testek bármilyen típusú stabil gáznemű burkot képesek legyenek megtartani.
A Stellar Ocultação példátlan gázréteget tár fel
A tudományos csoport által alkalmazott módszer abból áll, hogy pontosan nyomon követik azt a pillanatot, amikor egy égitest elhalad egy háttércsillag előtt. A csillagokkultációs technika miniatűr fogyatkozásként működik, és pontos méréseket ad az elfogó objektum méretéről és alakjáról. Caso a testnek nem volt légköre, a csillag fénye azonnal eltűnt, és ugyanolyan hirtelenséggel tért vissza. Az optikai műszerek teljesen más viselkedést rögzítettek a (612533) 2002 XV93 áthaladása során.
A teleszkópok által rögzített fénygörbék sima, fokozatos átmenetet mutattak, amely körülbelül 1,5 másodpercig tartott. A csillagok fényerejének fokozatos csökkenése a légköri fénytörés klasszikus jele. A fény eltérülésen megy keresztül, amikor áthalad a sziklás testet körülvevő gázrétegen, mielőtt elérné az Terra berendezés lencséit. Ennek az időintervallumnak a részletes elemzése lehetővé tette a kutatóknak, hogy nagy pontossággal kiszámítsák a gáznemű burok sűrűségét és nyomását.
Colaboração az obszervatóriumok és amatőr csillagászok között
A tudományos törekvés sikere a különböző földrajzi pontokon összehangolt megfigyelőhálózaton múlott. Ko Arimatsu kutató, az Nature Astronomy magazinban megjelent tanulmány vezetője a csillagászat iránt érdeklődő szakmai csapatokat és állampolgári csoportokat koordinálta. A teleszkópokat stratégiailag olyan helyeken helyezték el, mint az Kioto, Nagano és Fukushima. A berendezések elosztása biztosította a jelenség több szögből történő rögzítését és csökkentette a helyi időjárási zavarok okozta hibahatárt.
Az akadémiai intézmények és a független megfigyelők erőfeszítéseinek egyesítése a modern csillagászati kutatás új lendületét mutatja. A csillagok okkultációinak megfigyelése széles területi lefedettséget igényel, amely gyakran meghaladja egyetlen kutatóközpont kapacitását. Az Kioto, Nagano és Fukushima egyidejűleg gyűjtött adatok robusztus információs halmazt alkottak. A kötéstechnika lehetővé tette olyan szerkezeti részletek kimutatását, amelyeket a hagyományos közvetlen megfigyelési módszerekkel lehetetlen lenne rögzíteni.
- Az égitest (612533) 2002 XV93 átmérője 500 kilométer.
- Az Plutão törpebolygó átmérője ehhez képest 2377 kilométer.
- A gázt jelző fényátmenet pontosan 1,5 másodpercig tartott.
- A számított légköri nyomás eléri a ritkulás szélsőséges szintjét.
- A megfigyelést több japán városból végezték.
A különböző megfigyelőállomásoktól kapott információk kereszthivatkozása megerősítette a felfedezés következetességét. A számítások azt mutatják, hogy az objektum légköri nyomása 5-10 milliószor alacsonyabb, mint az Terra felszínén mért nyomás. A gáz pontos összetétele még további vizsgálatokat igényel. Az elméleti modellek azt mutatják, hogy a vékony réteget túlnyomórészt illékony elemeknek, például metánnak, nitrogénnek vagy gáz halmazállapotú szén-monoxidnak kell alkotniuk.
Desafio a légköri visszatartási modellekhez
Az 500 kilométer átmérőjű testben lévő atmoszféra megerősítése ellentmond a hagyományos asztrofizika paradigmáinak. A korábbi modellek azt írták elő, hogy az Sol-től ilyen kicsi és távoli objektumok nem rendelkeznek elegendő gravitációs erővel a gázmolekulák megtartásához. A régió rendkívül alacsony hőmérséklete az illékony anyagokat is azonnali fagyásra kényszerítheti. Az ebbe a kategóriába tartozó testek elkerülhetetlen sorsának számítottak a gázok elvesztése a tér vákuumába.
Az Plutão törpebolygó volt az egyetlen megerősített kivétel, és az egyetlen transzneptúniai test, amelyről ismert, hogy atmoszférát rejt magában, méghozzá szezonálisat. Az Cinturão Kuiper új felfedezése arra kényszeríti a tudósokat, hogy felülvizsgálják azokat az egyenleteket, amelyek meghatározzák a légköri csapdázáshoz szükséges tömegküszöböt. Az, hogy a (612533) 2002 XV93 képes megőrizni gázhalmazállapotát, folyamatos megújulási mechanizmusok létezését jelzi. Az űrbe kerülő gázt belső vagy külső forrással kell pótolni a megfigyelt stabilitás fenntartása érdekében.
A kriovulkanizmus és a térhatások Hipóteses
A szakértők két fő hipotézissel dolgoznak, hogy megmagyarázzák a légkör eredetét és fennmaradását a távoli objektumon. Az első elmélet a kriovulkáni kitörések előfordulását foglalja magában az égitest felszínén. A kriovulkanizmus az olyan anyagok, mint a víz, ammónia vagy metán folyékony vagy gáz halmazállapotú kilökődéséből áll, a maradék belső hő hatására. Az Esse aktív geológiai folyamata a jeges belső térben rekedt gázokat közvetlenül a külső környezetbe juttatná, folyamatosan feltöltve a légköri réteget.
A vizsgálat második vonala arra utal, hogy a légkör egy közelmúltbeli erőszakos esemény eredménye lehet. Egy másik, Cinturão-től Kuiper-ig terjedő kis testtel végzett nagy sebességű ütközés képes lenne elpárologtatni a felszíni jéglerakódásokat. Az ütközés kinetikus energiája a szilárd anyagot azonnal gázzá alakítaná, ideiglenes felhőt hozva létre a fő objektum körül. Az Ambas lehetőségek továbbra is szigorú értékelés alatt állnak az Japão és más nemzetközi kutatóközpontok Observatório Astronômico Nacional csapata által.
Implicações az Kuiper Cinturão vizsgálatához
Az Nature Astronomy részletes cikke átalakítja a Naprendszer perifériájával kapcsolatos általános ismereteket. Az Plutão-en túli régiót gyakran inert sziklák és statikus jégtáblák temetőjeként írták le. Az atmoszféra jelenléte egy szerény méretű tárgyban összetett fizikai átalakulásoknak alávetett dinamikus környezetre utal. A geológiai aktivitás vagy a hatások gyakorisága sokkal nagyobb lehet, mint a kezdeti becslések erre a homályos zónára.
Az Cinturão-ben és Kuiper-ben elhelyezkedő égitestek a csillagászat időkapszulájaként funkcionálnak. Az Eles megtartja annak a protoplanetáris korongnak az eredeti kémiai összetételét, amely az Sol-et és a bolygókat több milliárd évvel ezelőtt eredményezte. Az illékony gázok észlelése a (612533) 2002 XV93-ban döntő támpontokat ad az anyagok eloszlására vonatkozóan a Naprendszer kialakulásának korai szakaszában. Ezeknek a primitív maradványoknak a tanulmányozása segít nyomon követni a bolygófejlődés térképét a kezdetektől a jelenlegi konfigurációig.
A felfedezés a kis transzneptunikus objektumokra összpontosító új megfigyelési kampányok tervezését ösztönzi. A csillagászok gyakrabban kívánják alkalmazni a csillagok okkultációs technikát, hogy feltérképezzenek más potenciális célpontokat ugyanazon a kozmikus környéken. A földi teleszkópok fejlesztése és a jövőbeni robotos űrmissziók elindítása megerősítheti, hogy a jelenség elszigetelt anomália vagy közös jellemző. A Naprendszer határainak folyamatos feltárása az egykor egyszerű jégdaraboknak tekintett világok bonyolultságának új szintjeit tárja fel.