Kosmiczna zagadka za Neptunem

Astronomowie wykryli atmosferę wokół małego obiektu za Neptunem, choć być jej tam nie powinno 

Międzynarodowy zespół astronomów kierowany przez Ko Arimatsu z obserwatorium Ishigakijima należącego do Narodowego Obserwatorium Astronomicznego Japonii wykrył ślady atmosfery wokół obiektu oznaczonego jako 2002 XV93. To tak zwany obiekt transneptunowy, czyli ciało krążące poza orbitą Neptuna, w zewnętrznych rejonach Układu Słonecznego.

Obiekt ma około 500 km średnicy. Dla porównania Pluton, który również należy do tej grupy, ma średnicę 2377 km. Dotąd właśnie Pluton był jedynym dobrze potwierdzonym obiektem transneptunowym z atmosferą. Mniejsze ciała uznawano za zbyt zimne i mające zbyt słabą grawitację, by mogły utrzymać gazową otoczkę.

Badacze wykorzystali zjawisko zakrycia gwiazdy. 10 stycznia 2024 r. obiekt 2002 XV93 przeszedł na tle odległej gwiazdy widocznej z Japonii. Gdyby nie miał atmosfery, światło gwiazdy powinno zniknąć gwałtownie. Tymczasem obserwacje wykonane z kilku miejsc pokazały stopniowe osłabienie światła, zgodne z obecnością cienkiej warstwy gazu wokół obiektu.

W obserwacjach uczestniczyli zarówno zawodowi astronomowie, jak i doświadczeni obserwatorzy amatorzy. Takie kampanie wymagają bardzo precyzyjnego ustawienia teleskopów w wielu lokalizacjach, ponieważ cień rzucany przez obiekt podczas zakrycia jest niezwykle wąski.

Największą zagadką pozostaje trwałość atmosfery. Z obliczeń wynika, że gaz wokół 2002 XV93 powinien zniknąć w czasie krótszym niż tysiąc lat, jeśli nie jest stale uzupełniany. W skali astronomicznej to niemal chwila.

Jednocześnie obserwacje wykonane przy pomocy Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba nie wykazały obecności zamarzniętych gazów na powierzchni obiektu. To utrudnia najprostsze wyjaśnienie, według którego atmosfera powstawałaby w wyniku sublimacji lodu pod wpływem ogrzewania.

Autorzy badania rozważają dwa scenariusze. Pierwszy zakłada, że procesy wewnętrzne odsłoniły materiał z głębi obiektu, wynosząc na powierzchnię substancje lotne. Drugi mówi o stosunkowo niedawnym uderzeniu komety, które mogło wyrzucić gaz i pył, tworząc tymczasową atmosferę.

Do rozstrzygnięcia potrzebne będą kolejne obserwacje. Astronomowie chcą ustalić skład atmosfery i sprawdzić, czy jej właściwości zmieniają się w czasie. 

Wyniki opublikowano w czasopiśmie Nature Astronomy.

Źródła:

• Arimatsu K. i in., Detection of an atmosphere on a trans-Neptunian object beyond Pluto, Nature Astronomy, 2026.

• Nauki ścisłe i nauki o Ziemi