Eine kleine, eisige Welt, die in den äußeren Bereichen unseres Sonnensystems lauert, könnte von einer dünnen Atmosphäre umhüllt sein – ein Befund, der, wenn er bestätigt wird, das erste Mal wäre, dass eine solche Hülle bei einem Objekt dieser Größe entdeckt wurde.
Die Entdeckung legt nahe, dass kleine Körper jenseits von Neptun nicht die statischen, gefrorenen Relikte sind, von denen Wissenschaftler einst angenommen hatten. Stattdessen können sie dynamische, sich verändernde Umgebungen beherbergen.
Ko Arimatsu, ein beobachtender Astronom am japanischen Nationalen Astronomischen Observatorium, und seine Kollegen veröffentlichten ihre Ergebnisse am 4. Mai in Nature Astronomy. Bislang war Pluto das einzige transneptunische Objekt mit bestätigter Atmosphäre. Diese neue Beobachtung erweitert die bekannte Vielfalt atmosphärischer Körper im Kuipergürtel und darüber hinaus.
Wie Teleskope ein schwaches Signal fingen
Das Team konzentrierte sich auf 2002 XV93, einen kleinen Körper des Sonnensystems, der weiter von der Sonne entfernt liegt als Pluto. Am 10. Januar 2024 passierte das Objekt direkt einen fernen Stern – ein Phänomen, das als Bedeckung bekannt ist.
Mithilfe eines Netzwerks von Teleskopen an drei Standorten in Japan überwachten Astronomen das Ereignis präzise. Wäre 2002
Die Daten erzählten jedoch eine andere Geschichte. Das Licht des Sterns verblasste und erholte sich allmählich innerhalb von etwa 1,5 Sekunden. Diese sanfte Verdunkelung weist darauf hin, dass das Sternenlicht ein Medium passiert hat, das das Licht gebrochen hat, bevor es die Erde erreicht hat.
„Diese sanfte Verdunkelung lässt sich am besten dadurch erklären, dass Sternenlicht durch eine dünne Atmosphäre dringt und dort gebrochen wird“, erklärt Arimatsu.
Die vermutete Atmosphäre ist unglaublich schwach und hat einen Druck von etwa einem Zehnmillionstel des Erddrucks. Dennoch ist seine Anwesenheit angesichts der physischen Einschränkungen des Objekts von Bedeutung.
Warum diese Entdeckung alle Erwartungen übertrifft
2002 XV93 ist etwa 470 Kilometer breit – ungefähr so lang wie der Grand Canyon. Bei dieser Größe ist die Schwerkraft eines Objekts normalerweise zu schwach, um Gase über längere Zeiträume zurückzuhalten.
„Ich war wirklich überrascht“, gibt Arimatsu zu.
Theoretische Modelle gehen davon aus, dass sich die Atmosphäre eines so kleinen Körpers innerhalb von Tausenden von Jahren in den Weltraum auflösen sollte, sofern sie nicht ständig erneuert wird. Dies wirft kritische Fragen zur Aktivität und Geschichte des Objekts auf. Das Vorhandensein einer Atmosphäre impliziert eines von zwei Hauptszenarien:
- Ein aktueller Einschlag: Eine Kollision mit einem Kometen oder einem anderen eisigen Körper könnte kürzlich Staub und Gas aufgewirbelt haben und so eine vorübergehende Atmosphäre geschaffen haben, die die Astronomen zufällig im perfekten Moment beobachteten.
- Laufende geologische Aktivität: Das Objekt verfügt möglicherweise über „eisige Vulkane“ (Kryovulkane), die regelmäßig Gas aus seinem Inneren freisetzen und so die Atmosphäre über längere Zeiträume aufrechterhalten.
Unbeantwortete Fragen und zukünftige Beobachtungen
Obwohl die Bedeckungsdaten die Existenz einer Atmosphäre stark belegen, liefern sie kein vollständiges Bild. Eine einzelne Beobachtung kann alternative Erklärungen nicht völlig ausschließen, beispielsweise eine Staubwolke anstelle einer Gaswolke. Darüber hinaus geben die aktuellen Daten keinen Aufschluss über die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre oder ihre vertikale Ausdehnung über der Oberfläche.
Zukünftige Beobachtungen werden für die Unterscheidung zwischen dem Einschlag und den Vulkanhypothesen von entscheidender Bedeutung sein.
- Wenn die Atmosphäre in den nächsten Jahren verblasst, ist dies wahrscheinlich die Folge eines vorübergehenden Einschlagereignisses.
- Wenn es anhält oder mit den Jahreszeiten des Objekts variiert, weist es auf interne geologische Prozesse wie Kryovulkanismus hin.
Fazit
Die potenzielle Atmosphäre von 2002 XV93 stellt die lange vertretene Ansicht in Frage, dass kleine Eiswelten im tiefen Sonnensystem träge sind. Unabhängig davon, ob sie durch kürzliche Kollisionen oder innere Hitze verursacht wurden, zeigt dieser Befund, dass selbst die kleinsten und am weitesten entfernten Objekte in unserer Nachbarschaft komplexe, sich entwickelnde Umgebungen beherbergen können.
