Pesquisadores propojený s Observatório Astronômico Nacional z Japão zaznamenal bezprecedentní objev zahrnující okraj našeho planetárního systému. Vědci identifikovali jasný důkaz slabé atmosféry kolem nebeského tělesa oficiálně katalogizovaného jako (612533) 2002 XV93. Skalnatý, ledový objekt má průměr přibližně 500 kilometrů. Ele obíhá Sol ve vzdálenosti více než 5,5 miliardy kilometrů. Vzdálená oblast Esta se nachází v Cinturão Kuiper, což je oblast ještě dále, než je orbita Plutão.
K zachycení dat došlo prostřednictvím specifického astronomického jevu zaznamenaného v lednu 2024. Equipes profesionálů a amatérských astronomů spolupracovalo na monitorování události z pozemních základen instalovaných ve městech Kioto, Nagano a Fukushima. Pozorování Durante jasnost hvězdy v pozadí postupně klesala, spíše než aby náhle zmizela. Vzor přechodu světla Esse poskytuje fyzický podpis potřebný k prokázání přítomnosti plynné vrstvy obklopující malý vzdálený svět.
Dinâmica zákrytu hvězd a lomu světla
Technika použitá japonským týmem spočívá v zaznamenávání přesného okamžiku, ve kterém nebeské těleso prochází před vzdálenou hvězdou ve vztahu k pohledu Terra. Metoda Este funguje jako prostorové mikrozatmění. Pokud by analyzovaný objekt neměl atmosféru, světlo z hvězdy v pozadí by okamžitě zmizelo, když by bylo zablokováno kamenem, a stejně rychle by se znovu objevilo. Optické přístroje však zachytily odlišné chování během průchodu (612533) 2002 XV93.
Fotometrické záznamy prokázaly hladký přechod ve svítivosti, který trval asi 1,5 sekundy. Postupná změna Essa ukazuje, že světlo hvězdy se při průchodu vrstvou plynu lámalo, než bylo zcela zablokováno pevným tělesem. Ohyb světla funguje jako přirozená čočka. Trvání poklesu jasu umožnilo výzkumníkům vypočítat hustotu a rozsah plynného obalu kolem transneptunského objektu.
Vědec Ko Arimatsu, vedoucí studie, zdůraznil zásadní roli sítě spolupráce vytvořené mezi velkými observatořemi a občany vybavenými menšími dalekohledy. Spojení více pozorovacích bodů rozmístěných po japonském území zaručovalo nezbytnou přesnost pro potvrzení události. Technika zákrytu hvězd umožňuje zachytit konstrukční detaily drobných těles, které by nebylo možné získat ani dnešními nejpokročilejšími vesmírnými dalekohledy.
Composição chemické a fyzikální vlastnosti objektu
Analýza světelných dat odhalila přesné informace o extrémních podmínkách, kterým čelí na povrchu nebeského tělesa. Atmosférický tlak odhadovaný astronomy je 5 až 10 milionůkrát nižší než tlak zaznamenaný na hladině moře v Terra. Apesar z extrémní řídkosti, množství plynu je dostatečné ke změně šíření hvězdného světla. Termodynamické modely naznačují, že nejpravděpodobnějšími plyny tvořícími tuto atmosféru jsou metan, dusík nebo oxid uhelnatý.
Díky malé velikosti objektu je objev ještě relevantnější pro mezinárodní vědeckou komunitu. (612533) 2002 XV93 měří asi 500 kilometrů v průměru, což je skromná velikost ve srovnání s průměrem Plutão 2 377 kilometrů. Schopnost tak malého tělesa udržet si plynnou vrstvu popírá zákony planetární fyziky aplikované doposud na vnější oblast sluneční soustavy.
- Nebeské těleso obíhá ve vzdálenosti více než 5,5 miliardy kilometrů od Sol.
- K detekci došlo z dalekohledů umístěných na Kioto, Nagano a Fukushima.
- Doba lomu světla hvězd trvala přesně 1,5 sekundy.
- Vypočtený atmosférický tlak je až 10 milionkrát nižší než u Terra.
- Chemické prvky metan a dusík jsou hlavními kandidáty ve složení.
Přítomnost těchto těkavých prvků v plynném stavu vyžaduje specifické teplotní a tlakové podmínky. V mrazivém prostředí Cinturão a Kuiper by většina plynů měla zůstat v pevném skupenství, usazeném na povrchu ve formě ledu. Nepřetržitá sublimace neboli aktivní uvolňování vnitřního materiálu jsou nezbytnými mechanismy k doplnění řídké atmosféry, která zabrání jejímu úplnému rozptýlení do vakua vesmíru během tisíciletí.
Desafio k modelům formování planet
Historicamente, vědci věřili, že taková malá, studená tělesa nemají gravitační schopnost udržet stabilní atmosféru. Slabá gravitace 500kilometrového objektu v kombinaci s teplotami blízkými absolutní nule podporovala rychlou ztrátu jakéhokoli plynu do vesmíru. Nový fotometrický záznam radikálně mění tento zavedený pohled na chování transneptunských objektů.
Até potvrzení této události, Plutão zůstal jediným prokázaným příkladem tělesa s atmosférou v této oblasti vesmíru. Podrobný výzkum byl publikován ve vědeckém časopise Nature Astronomy, jednom z nejrespektovanějších časopisů v oboru. Tento dokument připravuje cestu pro kompletní revizi astronomických katalogů a podporuje nové pozorovací kampaně zaměřené na další menší tělesa v Cinturão a Kuiper.
Especialistas v orbitální dynamice uvažuje, že detekovaný jev může naznačovat mnohem větší geologickou aktivitu, než se dříve předpokládalo na okrajích Sluneční soustavy. Existence aktivní atmosféry naznačuje, že vnitřek těchto malých světů může ukrývat zdroje tepla zbylé z doby formování sluneční soustavy, ke kterému došlo asi před 4,6 miliardami let.
Hipóteses vulkanismus a kosmické dopady
Astrofyzici v současné době pracují na dvou hlavních procesech, které mají vysvětlit původ a údržbu této neočekávané vrstvy plynu. První hypotéza zahrnuje výskyt kryovulkanických erupcí. Diferente pozemských sopek, které chrlí horké magma, kryovulkány uvolňují směsi vody, čpavku a metanu z ledového nitra trpasličí planety. Těkavý materiál Esse dosáhne povrchu a okamžitě sublimuje, čímž pohání atmosférický obal.
Druhá linie vyšetřování ukazuje na násilnou vnější událost. Nedávný dopad s jiným menším nebeským tělesem, jako je zbloudilá kometa nebo asteroid, mohl zahřát povrch (612533) 2002 XV93. Kinetická energie generovaná srážkou by stačila k roztavení a odpaření hlubokých vrstev ledu, čímž by se uvolnil oblak těkavého materiálu, který zůstal zachycený slabou místní gravitací. Hypotézy Ambas procházejí přísným matematickým hodnocením výzkumnými centry.
Detekce posiluje strategický zájem vesmírných agentur o budoucí mise zaměřené na vnější region. Primitivové Objetos mají neporušené chemické stopy o vzniku sluneční soustavy. Eles představují zmrzlé zbytky původního protoplanetárního disku, který dal vzniknout Terra a dalším obřím planetám. Cinturão a Kuiper již nejsou vnímány jako inertní prostředí a jsou vnímány jako dynamický prostor složitých geofyzikálních procesů.