Malý, ledový svět plující ve vnějších oblastech naší sluneční soustavy může být zahalen řídkou atmosférou. Pokud se to potvrdí, bude to poprvé, co byla taková vrstva plynu detekována na předmětu této velikosti.
Tento objev naznačuje, že malá tělesa mimo oběžnou dráhu Neptunu nejsou těmi statickými, zmrzlými relikviemi, za které si vědci dříve mysleli. Místo toho se může jednat o dynamická prostředí, která podléhají neustálým změnám.
Astronom z japonské národní observatoře Ko Arimatsu a jeho kolegové zveřejnili své výsledky 4. května v časopise Nature Astronomy. Až dosud pouze Pluto zůstávalo transneptunským objektem s potvrzenou atmosférou. Nová pozorování rozšiřují známou rozmanitost objektů s atmosférami v Kuiperově pásu i mimo něj.
Jak dalekohledy zachytily slabý signál
Tým se zaměřil na objekt 2002 XV93, malé těleso sluneční soustavy umístěné dále od Slunce než Pluto. 10. ledna 2024 prošel objekt přímo po zorné linii ke vzdálené hvězdě – jev známý jako zákryt (zatmění hvězd).
Pomocí sítě dalekohledů na třech různých místech v Japonsku astronomové sledovali událost s velkou přesností. Pokud by 2002 XV93 byla holá skála nebo ledová koule, světlo hvězdy by zmizelo a okamžitě by se vrátilo, jako by někdo přepnul vypínač.
Údaje však vypovídaly o něčem jiném. Světlo hvězdy postupně sláblo a obnovilo se přibližně za 1,5 sekundy. Toto postupné ztmavování naznačuje, že světlo hvězdy prošlo médiem a lámalo ho před dosažením Země.
„Toto postupné stmívání lze nejlépe vysvětlit tím, že světlo hvězdy prochází a láme se skrz řídkou atmosféru,“ vysvětluje Arimatsu.
Předpokládaná atmosféra je neuvěřitelně tenká, její tlak je přibližně desetimiliontina zemského. Její přítomnost je však významná vzhledem k fyzickým omezením zařízení.
Proč je tento objev v rozporu s očekáváním
Průměr 2002 XV93 je přibližně 470 kilometrů – to je Zhruba (zhruba) délka Grand Canyonu. Pro objekt této velikosti je gravitace obvykle příliš slabá na to, aby zadržela plyny po dlouhou dobu.
“Byl jsem opravdu překvapen,” přiznává Arimatsu.
Teoretické modely naznačují, že jakákoli atmosféra na tak malém tělese by se měla během několika tisíc let rozplynout ve vesmíru, pokud nebude neustále doplňována. To vyvolává důležité otázky o činnosti a historii webu. Přítomnost atmosféry implikuje jeden ze dvou hlavních scénářů:
- Nedávný dopad: Dopad komety nebo jiného ledového tělesa mohl nedávno vyvrhnout prach a plyn a vytvořit dočasnou atmosféru, kterou astronomové náhodou pozorovali v ideální chvíli.
- Současná geologická aktivita: Místo může mít „ledové sopky“ (kryovulkány), které pravidelně uvolňují plyn z vnitřku a udržují atmosféru po delší dobu.
Nevyřešené problémy a budoucí pozorování
Přestože údaje o zatmění silně podporují přítomnost atmosféry, neposkytují úplný obrázek. Jedno pozorování nemůže zcela vyloučit alternativní vysvětlení, jako je oblak prachu spíše než plyn. Současná data navíc neodhalují chemické složení atmosféry ani její vertikální rozložení nad povrchem.
Budoucí pozorování budou zásadní pro rozlišení mezi hypotézami dopadu a vulkanické aktivity.
- Pokud atmosféra zmizí během několika let, je to pravděpodobně výsledek krátkodobého dopadu.
- Pokud přetrvává nebo se mění v závislosti na ročním období nemovitosti, znamená to vnitřní geologické procesy, jako je kryovulkanismus.
Závěr
Možná atmosféra roku 2002 XV93 zpochybňuje zažitou myšlenku, že malé, ledové světy v hluboké sluneční soustavě jsou inertní. Ať už se jedná o nedávné srážky nebo vnitřní teplo, tento objev zdůrazňuje, jak i ty nejmenší a nejvzdálenější objekty v naší kosmické oblasti mohou skrývat složitá, vyvíjející se prostředí.
