Japan Observatory identifierar atmosfär på en liten himlakropp bortom Plutos bana

Pesquisadores länkad till Observatório Astronômico Nacional av Japão registrerade en aldrig tidigare skådad upptäckt som involverade kanten av vårt planetsystem. Forskare har identifierat tydliga bevis på en svag atmosfär runt himlakroppen officiellt katalogiserad som (612533) 2002 XV93. Det steniga, isiga föremålet är cirka 500 kilometer i diameter. Ele kretsar runt Sol på ett avstånd av mer än 5,5 miljarder kilometer. Esta avlägsna region ligger i Cinturão av Kuiper, ett område ännu längre bort än Plutão:s omloppsbana.

Datainsamling skedde genom ett specifikt astronomiskt fenomen som registrerades i januari 2024. Equipes av proffs och amatörastronomer arbetade tillsammans för att övervaka händelsen från markbaser installerade i städerna Kioto, Nagano och Fukushima. Durante observation, ljusstyrkan hos en bakgrundsstjärna minskade gradvis, snarare än att försvinna abrupt. Esse ljusövergångsmönster ger den fysiska signaturen som behövs för att bevisa närvaron av ett gasformigt lager som omger den lilla, avlägsna världen.

Dinâmica av stjärnockultation och ljusbrytning

Tekniken som används av det japanska laget består av att registrera det exakta ögonblicket då en himlakropp passerar framför en avlägsen stjärna i förhållande till Terra:s synvinkel. Este-metoden fungerar som en rumslig mikroförmörkelse. Om det analyserade objektet inte hade någon atmosfär skulle ljuset från stjärnan i bakgrunden försvinna omedelbart när det blockerades av stenen och skulle dyka upp igen lika snabbt. Optiska instrument fångade dock olika beteende under passagen av (612533) 2002 XV93.

Fotometriska registreringar visade en mjuk övergång i ljusstyrka som varade i cirka 1,5 sekunder. Essa gradvis förändring indikerar att stjärnans ljus bröts när det passerade genom ett lager av gas innan det helt blockerades av den fasta kroppen. Böjningen av ljus fungerar som en naturlig lins. Varaktigheten av minskningen i ljusstyrka gjorde det möjligt för forskarna att beräkna densiteten och omfattningen av det gasformiga höljet runt det trans-neptuniska objektet.

Forskaren Ko Arimatsu, ledare för studien, lyfte fram den grundläggande rollen för det samarbetsnätverk som etablerats mellan stora observatorier och medborgare utrustade med mindre teleskop. Föreningen av flera observationspunkter spridda över japanskt territorium garanterade den nödvändiga precisionen för att validera händelsen. Stjärnockultationstekniken gör det möjligt att fånga strukturella detaljer hos små kroppar som skulle vara omöjliga att få tag på även med dagens mest avancerade rymdteleskop.

Composição kemiska och fysikaliska egenskaper hos föremålet

Analys av ljusdata avslöjade exakt information om de extrema förhållandena på himlakroppens yta. Atmosfärstrycket som uppskattas av astronomer är mellan 5 miljoner och 10 miljoner gånger lägre än det tryck som registrerats vid havsnivån vid Terra. Apesar från extrem sällsynthet, mängden gas är tillräcklig för att förändra spridningen av stjärnljus. Termodynamiska modeller indikerar att de mest sannolika gaserna som utgör denna atmosfär inkluderar metan, kväve eller kolmonoxid.

Objektets ringa storlek gör upptäckten ännu mer relevant för det internationella forskarsamhället. (612533) 2002 XV93 mäter cirka 500 kilometer i diameter, en blygsam storlek jämfört med Plutão:s 2 377 kilometer i diameter. Förmågan hos en så liten kropp att upprätthålla ett gasformigt skikt trotsar planetfysikens lagar som hittills tillämpats på det yttre området av solsystemet.

• Himlakroppen kretsar mer än 5,5 miljarder kilometer bort från Sol.
• Detekteringen skedde från teleskop placerade vid Kioto, Nagano och Fukushima.
• Brytningstiden för stjärnljus varade exakt 1,5 sekunder.
• Det beräknade atmosfärstrycket är upp till 10 miljoner gånger lägre än det för Terra.
• De kemiska elementen metan och kväve är huvudkandidaterna i sammansättningen.

Närvaron av dessa flyktiga element i ett gasformigt tillstånd kräver specifika temperatur- och tryckförhållanden. I den frysande miljön hos Cinturão och Kuiper bör de flesta av gaserna förbli i fast tillstånd, avsatta på ytan i form av is. Kontinuerlig sublimering, eller aktiv frisättning av inre material, är nödvändiga mekanismer för att fylla på den tunna atmosfären, vilket förhindrar den från att helt försvinna i rymdens vakuum under årtusenden.

Leia Tambem

Netflix har premiär för fem produktioner mellan den 1:a och 5:e juni 2026

Utbrottet av vulkanen Hunga Tonga 2022 renade metan som släpptes ut i atmosfären

Stephen Curry rankas på sjätte plats bland de bäst betalda idrottarna i världen med 124,7 miljoner USD

Desafio till planetformationsmodeller

Historicamente, forskare trodde att sådana små, kalla kroppar inte hade gravitationsförmågan att behålla en stabil atmosfär. Den svaga gravitationen hos ett 500 kilometer långt föremål i kombination med temperaturer nära absoluta nollpunkten gynnade den snabba förlusten av eventuell gas till yttre rymden. Den nya fotometriska posten förändrar radikalt denna etablerade syn på beteendet hos trans-neptuniska objekt.

Até bekräftelse på denna händelse, Plutão förblev det enda bevisade exemplet på en kropp med en atmosfär i den delen av rymden. Den detaljerade forskningen publicerades i den vetenskapliga tidskriften Nature Astronomy, en av de mest respekterade tidskrifterna på området. Tidningen banar väg för en fullständig revidering av de astronomiska katalogerna och uppmuntrar nya observationskampanjer riktade mot andra mindre organ i Cinturão och Kuiper.

Especialistas i omloppsdynamik anser att det upptäckta fenomenet kan tyda på mycket större geologisk aktivitet än vad som tidigare antagits i utkanten av solsystemet. Förekomsten av en aktiv atmosfär tyder på att det inre av dessa små världar kan hysa värmekällor som finns kvar från tidpunkten för bildandet av solsystemet, vilket inträffade för cirka 4,6 miljarder år sedan.

Hipóteses vulkanism och rymdpåverkan

Astrofysiker arbetar för närvarande med två huvudprocesser för att förklara ursprunget och underhållet av detta oväntade gaslager. Den första hypotesen involverar förekomsten av kryovulkaniska utbrott. Diferente av jordens vulkaner som spyr ut het magma, kryovulkaner släpper ut blandningar av vatten, ammoniak och metan från dvärgplanetens isiga inre. Esse flyktigt material når ytan och sublimeras omedelbart, vilket ger energi till atmosfärens hölje.

Den andra utredningslinjen pekar på en våldsam yttre händelse. Ett nyligen inträffat nedslag med en annan mindre himlakropp, som en herrelös komet eller asteroid, kan ha värmt upp ytan på (612533) 2002 XV93. Den kinetiska energin som genererades av kollisionen skulle räcka för att smälta och förånga djupa lager av is, vilket frigör ett moln av flyktigt material som förblev fångade av den svaga lokala gravitationen. Ambas-hypoteser genomgår rigorös matematisk utvärdering av forskningscentra.

Detekteringen förstärker rymdorganisationernas strategiska intresse för framtida uppdrag riktade mot den yttre regionen. Objetos primitiver har intakta kemiska ledtrådar om bildandet av solsystemet. Eles representerar de frusna resterna av den ursprungliga protoplanetära skivan som gav upphov till Terra och de andra jätteplaneterna. Cinturão och Kuiper ses inte längre som en inert miljö och ses som ett dynamiskt utrymme av komplexa geofysiska processer.