Pesquisadores połączony z Observatório Astronômico Nacional z Japão zarejestrował bezprecedensowe odkrycie obejmujące krawędź naszego układu planetarnego. Naukowcy zidentyfikowali wyraźne dowody na istnienie słabej atmosfery wokół ciała niebieskiego oficjalnie skatalogowanego jako (612533) 2002 XV93. Skalisty, lodowy obiekt ma średnicę około 500 kilometrów. Ele krąży wokół Sol w odległości ponad 5,5 miliarda kilometrów. Odległy region Esta znajduje się w Cinturão Kuiper, obszarze nawet dalej niż orbita Plutão.
Do gromadzenia danych doszło w wyniku specyficznego zjawiska astronomicznego zarejestrowanego w styczniu 2024 r. Equipes składający się z profesjonalistów i astronomów-amatorów współpracowało przy monitorowaniu zdarzenia z baz naziemnych zainstalowanych w miastach Kioto, Nagano i Fukushima. Z obserwacji Durante wynika, że jasność gwiazdy tła stopniowo malała, a nie nagle znikała. Wzór przejścia światła Esse zapewnia sygnaturę fizyczną potrzebną do udowodnienia obecności warstwy gazowej otaczającej mały, odległy świat.
Dinâmica zakrycia gwiazd i załamania światła
Technika zastosowana przez japoński zespół polega na rejestrowaniu dokładnego momentu, w którym ciało niebieskie przechodzi przed odległą gwiazdą w stosunku do punktu widzenia Terra. Metoda Este działa jak mikrozaćmienie przestrzenne. Gdyby analizowany obiekt nie miał atmosfery, światło gwiazdy znajdującej się w tle znikałoby natychmiast po zablokowaniu przez skałę i równie szybko pojawiałoby się ponownie. Jednakże przyrządy optyczne zarejestrowały inne zachowanie podczas przejścia (612533) 2002 XV93.
Zapisy fotometryczne wykazały płynną zmianę jasności, która trwała około 1,5 sekundy. Stopniowa zmiana Essa wskazuje, że światło gwiazdy zostało załamane podczas przejścia przez warstwę gazu, zanim zostało całkowicie zablokowane przez ciało stałe. Zaginanie światła działa jak naturalna soczewka. Czas trwania spadku jasności umożliwił badaczom obliczenie gęstości i zasięgu otoczki gazowej wokół obiektu trans-Neptuna.
Naukowiec Ko Arimatsu, kierownik badania, podkreślił fundamentalną rolę sieci współpracy utworzonej pomiędzy dużymi obserwatoriami a obywatelami wyposażonymi w mniejsze teleskopy. Połączenie wielu punktów obserwacyjnych rozmieszczonych na terytorium Japonii gwarantuje precyzję niezbędną do potwierdzenia zdarzenia. Technika zakrycia gwiazd umożliwia uchwycenie szczegółów strukturalnych maleńkich ciał, których nie dałoby się uzyskać nawet za pomocą najbardziej zaawansowanych obecnie teleskopów kosmicznych.
Composição charakterystyka chemiczna i fizyczna obiektu
Analiza danych świetlnych ujawniła dokładne informacje na temat ekstremalnych warunków panujących na powierzchni ciała niebieskiego. Ciśnienie atmosferyczne szacowane przez astronomów jest od 5 milionów do 10 milionów razy niższe niż ciśnienie zarejestrowane na poziomie morza w Terra. Apesar z ekstremalnego rozrzedzenia ilość gazu jest wystarczająca, aby zmienić propagację światła gwiazd. Modele termodynamiczne wskazują, że najprawdopodobniej gazami tworzącymi tę atmosferę są metan, azot lub tlenek węgla.
Niewielki rozmiar obiektu sprawia, że odkrycie staje się jeszcze ważniejsze dla międzynarodowej społeczności naukowej. (612533) 2002 XV93 ma około 500 kilometrów średnicy, co jest skromnym rozmiarem w porównaniu ze średnicą Plutão wynoszącą 2377 kilometrów. Zdolność tak małego ciała do utrzymywania warstwy gazowej przeczy prawom fizyki planet stosowanym dotychczas w zewnętrznych obszarach Układu Słonecznego.
- Ciało niebieskie krąży w odległości ponad 5,5 miliarda kilometrów od Sol.
- Do wykrycia doszło za pomocą teleskopów znajdujących się w Kioto, Nagano i Fukushima.
- Czas załamania światła gwiazd trwał dokładnie 1,5 sekundy.
- Obliczone ciśnienie atmosferyczne jest do 10 milionów razy niższe niż w przypadku Terra.
- Głównymi kandydatami w kompozycji są pierwiastki chemiczne: metan i azot.
Obecność tych lotnych pierwiastków w stanie gazowym wymaga określonych warunków temperaturowych i ciśnieniowych. W mroźnym środowisku Cinturão i Kuiper większość gazów powinna pozostać w stanie stałym, osadzając się na powierzchni w postaci lodu. Ciągła sublimacja, czyli aktywne uwalnianie materiału wewnętrznego, to mechanizmy niezbędne do uzupełniania wątłej atmosfery, zapobiegając jej całkowitemu rozproszeniu w próżni kosmicznej na przestrzeni tysiącleci.
Desafio do modeli formacji planetarnych
Historicamente naukowcy uważali, że tak małe, zimne ciała nie mają zdolności grawitacyjnej umożliwiającej utrzymanie stabilnej atmosfery. Słaba grawitacja 500-kilometrowego obiektu w połączeniu z temperaturami bliskimi zera absolutnego sprzyjała szybkiej utracie gazu w przestrzeń kosmiczną. Nowy zapis fotometryczny radykalnie zmienia ten ustalony pogląd na zachowanie obiektów transneptunowych.
Potwierdzeniem tego zdarzenia jest Até, Plutão pozostał jedynym sprawdzonym przykładem ciała z atmosferą w tym obszarze przestrzeni. Szczegółowe badania opublikowano w czasopiśmie naukowym Nature Astronomy, jednym z najbardziej szanowanych czasopism w tej dziedzinie. Artykuł toruje drogę do całkowitej rewizji katalogów astronomicznych i zachęca do nowych kampanii obserwacyjnych skierowanych na inne mniejsze ciała w Cinturão i Kuiper.
Especialistas w dynamice orbitalnej uważa, że wykryte zjawisko może wskazywać na znacznie większą aktywność geologiczną niż wcześniej zakładano na obrzeżach Układu Słonecznego. Istnienie aktywnej atmosfery sugeruje, że we wnętrzu tych małych światów mogą znajdować się źródła ciepła pozostałe z czasów formowania się Układu Słonecznego, co miało miejsce około 4,6 miliarda lat temu.
Wulkanizm Hipóteses i uderzenia kosmiczne
Astrofizycy pracują obecnie nad dwoma głównymi procesami wyjaśniającymi pochodzenie i utrzymanie się tej nieoczekiwanej warstwy gazu. Pierwsza hipoteza zakłada występowanie erupcji kriowulkanicznych. Diferente ziemskich wulkanów wyrzucających gorącą magmę, kriowulkany uwalniają mieszaniny wody, amoniaku i metanu z lodowego wnętrza planety karłowatej. Lotny materiał Esse dociera do powierzchni i natychmiast sublimuje, zasilając powłokę atmosferyczną.
Drugi kierunek śledztwa wskazuje na gwałtowne wydarzenie zewnętrzne. Niedawne zderzenie z innym mniejszym ciałem niebieskim, takim jak zabłąkana kometa lub asteroida, mogło spowodować podgrzanie powierzchni (612533) 2002 XV93. Energia kinetyczna wygenerowana w wyniku zderzenia wystarczyłaby do stopienia i odparowania głębokich warstw lodu, uwalniając chmurę lotnego materiału, który pozostał uwięziony przez słabą lokalną grawitację. Hipotezy Ambas poddawane są rygorystycznej ocenie matematycznej w ośrodkach badawczych.
Wykrycie wzmacnia strategiczne zainteresowanie agencji kosmicznych przyszłymi misjami skierowanymi do regionu zewnętrznego. Prymitywy Objetos zawierają nienaruszone wskazówki chemiczne dotyczące powstawania Układu Słonecznego. Eles reprezentują zamrożone pozostałości początkowego dysku protoplanetarnego, który dał początek Terra i innym gigantycznym planetom. Cinturão i Kuiper nie są już postrzegane jako środowisko obojętne i są postrzegane jako dynamiczna przestrzeń złożonych procesów geofizycznych.