Η ανακάλυψη που αιφνιδίασε τους αστρονόμους: Μικρό ουράνιο σώμα «γεννά» ατμόσφαιρα
Ένα μικρό ουράνιο σώμα, μακριά από τον Ήλιο και βυθισμένο στα ψυχρά όρια του Ηλιακού Συστήματος, φαίνεται να έχει αναπτύξει με μυστηριώδη τρόπο μια λεπτή ατμόσφαιρα. Οι επιστήμονες προσπαθούν να εξηγήσουν πώς και γιατί συνέβη αυτό το φαινόμενο, που μέχρι σήμερα θεωρούνταν απίθανο για τόσο μικρά σώματα.
Μία πιθανή εξήγηση είναι η ύπαρξη κρυοηφαιστειακής δραστηριότητας, δηλαδή η εκπομπή αερίων από «παγωμένα ηφαίστεια». Άλλη θεωρία υποστηρίζει ότι η ατμόσφαιρα μπορεί να προήλθε από πρόσφατη πρόσκρουση ουράνιου σώματος, καθώς ένα τέτοιο φαινόμενο θα μπορούσε να δημιουργήσει προσωρινό περίβλημα αερίων που θα διαλυόταν μέσα σε περίπου χίλια χρόνια.
Το ουράνιο σώμα και η θέση του στο Ηλιακό Σύστημα
Το αντικείμενο, γνωστό ως (612533) 2002 XV93, είναι ένα διανεπτούνιο σώμα (TNO) που βρίσκεται στη Ζώνη του Κάιπερ, πέρα από την τροχιά του Ποσειδώνα. Ανήκει στην κατηγορία των «πλουτίνων», δηλαδή σωμάτων που βρίσκονται σε τροχιακό συντονισμό 2:3 με τον Ποσειδώνα — ολοκληρώνουν δύο περιφορές γύρω από τον Ήλιο για κάθε τρεις του πλανήτη.
Το (612533) 2002 XV93 έχει διάμετρο περίπου 500 χιλιομέτρων, αρκετά μικρότερη από εκείνη του Πλούτωνα, ο οποίος φτάνει τα 2.377 χιλιόμετρα.
Η ανακάλυψη της ατμόσφαιρας
Μέχρι σήμερα, μόνο ο Πλούτωνας είχε παρατηρηθεί να διαθέτει λεπτή εξώσφαιρα όταν πλησιάζει στο περιήλιό του, λόγω εξάτμισης παγωμένων αερίων όπως άζωτο και μεθάνιο. Κανένα άλλο σώμα της Ζώνης του Κάιπερ δεν είχε δείξει παρόμοια συμπεριφορά.
Η ανακάλυψη έγινε από ομάδα Ιαπώνων επαγγελματιών και ερασιτεχνών αστρονόμων, υπό τον Ko Arimatsu του Αστρονομικού Παρατηρητηρίου Ishigakijima του Εθνικού Αστρονομικού Παρατηρητηρίου της Ιαπωνίας (NAOJ). Οι επιστήμονες εντόπισαν το φαινόμενο στις 10 Ιανουαρίου 2024, όταν το σώμα προκάλεσε απόκρυψη ενός άστρου, περνώντας μπροστά του.
Αν το σώμα δεν διέθετε ατμόσφαιρα, το άστρο θα είχε σβήσει στιγμιαία. Αντίθετα, η σταδιακή μείωση της φωτεινότητας έδειξε ότι υπήρχε ατμόσφαιρα που διαθλά το φως.
Τα ευρήματα των παρατηρήσεων
Οι παρατηρήσεις πραγματοποιήθηκαν από τέσσερα σημεία στην Ιαπωνία, με τη χρήση τόσο επαγγελματικών όσο και ερασιτεχνικών τηλεσκοπίων. Κύριο όργανο ήταν το τηλεσκόπιο 1,05 μέτρου του Παρατηρητηρίου Kiso του Πανεπιστημίου του Τόκιο, ενώ μικρότερα τηλεσκόπια με κάμερες CMOS κατέγραψαν τη μεταβολή της φωτεινότητας του άστρου.
Η ατμόσφαιρα που εντοπίστηκε είναι εξαιρετικά λεπτή, με επιφανειακή πίεση μεταξύ 100 και 200 νανομπαρ — έως και 10 εκατομμύρια φορές χαμηλότερη από εκείνη της Γης. Για σύγκριση, η πίεση στην ατμόσφαιρα του Πλούτωνα φτάνει τα 10 μιλιμπαρ.
Πιθανές εξηγήσεις
Η χημική σύνθεση της ατμόσφαιρας παραμένει άγνωστη. Θα μπορούσε να περιέχει άζωτο, μεθάνιο ή μονοξείδιο του άνθρακα, ωστόσο παρατηρήσεις από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb δεν εντόπισαν τέτοιους πάγους στην επιφάνεια. Με θερμοκρασίες μόλις 40–50 βαθμών πάνω από το απόλυτο μηδέν, το σώμα είναι πολύ ψυχρό για να εξατμίζονται πάγοι νερού ή διοξειδίου του άνθρακα.
Η ομάδα του Arimatsu εξετάζει δύο πιθανά σενάρια: είτε μια πρόσφατη πρόσκρουση κομήτη που απελευθέρωσε αέρια, είτε κρυοηφαιστειακή δραστηριότητα που εκλύει αέρια από υπόγειους πάγους. Ωστόσο, η πηγή αυτής της δραστηριότητας παραμένει άγνωστη.
Νέα δεδομένα για τις ατμόσφαιρες μικρών σωμάτων
Η ανακάλυψη της εξώσφαιρας γύρω από το (612533) 2002 XV93 αλλάζει την αντίληψη ότι μόνο μεγάλοι πλανήτες μπορούν να διατηρούν ατμόσφαιρα. Όπως επισημαίνουν οι ερευνητές, «η παραδοσιακή ιδέα ότι πυκνές ατμόσφαιρες σχηματίζονται μόνο γύρω από μεγάλα σώματα πρέπει να αναθεωρηθεί».
Το επόμενο στάδιο της έρευνας είναι να καθοριστεί η χημική σύσταση της εξώσφαιρας, με τη βοήθεια του James Webb. Η παρακολούθηση της πυκνότητάς της τα επόμενα χρόνια θα δείξει αν πρόκειται για προσωρινό φαινόμενο ή για σταθερή διαδικασία εκπομπής αερίων.
Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύθηκαν στις 4 Μαΐου στο περιοδικό Nature Astronomy.
