Astronomen haben eine dünne Atmosphäre entdeckt, die einen kleinen, gefrorenen Planeten weit jenseits von Pluto umgibt – eine Entdeckung, die lange bestehende Annahmen über das äußere Sonnensystem in Frage stellt. Das Objekt mit der Bezeichnung (612533) 2002 XV93 ist ein transneptunisches Objekt (TNO) mit einem Durchmesser von etwa 500 Kilometern.
Nach etablierten wissenschaftlichen Modellen sind Körper dieser Größe und Temperatur zu kalt und besitzen eine zu schwache Anziehungskraft, um eine Atmosphäre aufrechtzuerhalten. Doch Daten, die von einem Team unter der Leitung von Dr. Ko Arimatsu vom Ishigakijima Astronomical Observatory gesammelt wurden, deuten auf etwas anderes hin. Die in Nature Astronomy veröffentlichten Ergebnisse deuten darauf hin, dass dieser entfernte Eiskörper eine vorübergehende Atmosphäre beherbergt, was neue Fragen über die geologische Aktivität in den Tiefen unserer Planetennachbarschaft aufwirft.
Eine seltene Sternbedeckung
Die Entdeckung beruhte auf einem Phänomen, das als Sternbedeckung bekannt ist. Am 10. Januar 2024 passierte XV93 direkt zwischen der Erde und einem entfernten Hintergrundstern. Während sich das Objekt über die Bahn des Sterns bewegte, beobachteten Astronomen, wie sich das Sternenlicht veränderte.
Hätte das Objekt eine feste Oberfläche ohne Atmosphäre, wäre das Licht des Sterns abrupt verschwunden. Stattdessen verblasste das Licht allmählich, bevor es verschwand. Diese allmähliche Abschwächung weist darauf hin, dass das Sternenlicht eine Gasschicht – eine Atmosphäre – passierte, bevor es vom festen Körper blockiert wurde.
Zum Vergleich: 2002 XV93 ist deutlich kleiner als Pluto, der einen Durchmesser von 2.377 Kilometern hat. Während bekannt ist, dass Pluto eine dünne Atmosphäre hat, hatten frühere Studien zu anderen TNOs negative Ergebnisse erbracht. Die meisten Wissenschaftler gingen davon aus, dass die extreme Kälte und die geringe Schwerkraft dieser fernen Welten dazu führen würden, dass Gase an der Oberfläche gefrieren oder in den Weltraum entweichen.
Ein flüchtiges Phänomen
Die um 2002 XV93 entdeckte Atmosphäre ist kein dauerhaftes Merkmal. Berechnungen deuten darauf hin, dass es sich in weniger als 1.000 Jahren auflösen würde, wenn es nicht kontinuierlich wieder aufgefüllt würde. Dies impliziert, dass sich die Atmosphäre astronomisch gesehen erst vor relativ kurzer Zeit gebildet oder erneuert hat.
Die Quelle dieses Gases bleibt jedoch ein Rätsel. Beobachtungen des James Webb Space Telescope (JWST) ergaben keine Hinweise auf gefrorene Gase auf der Oberfläche, die sublimieren (direkt vom Feststoff in Gas umwandeln) könnten, um die Atmosphäre zu speisen. Dies schließt die einfachste Erklärung aus: Sonnenlicht erwärmt Oberflächeneis.
Zwei führende Theorien
Da eine Oberflächensublimation unwahrscheinlich ist, schlagen Forscher zwei alternative Mechanismen für die Existenz der Atmosphäre vor:
- Kryovulkanische Aktivität : Ein internes Ereignis könnte gefrorene oder flüssige Gase aus der Tiefe des Objekts an die Oberfläche gebracht haben. Dies deutet darauf hin, dass 2002 XV93 möglicherweise immer noch geologisch aktiv ist, eine überraschende Eigenschaft für einen so kleinen, weit entfernten Körper.
- Kürzlicher Einschlag : Ein Komet oder ein eisiges Objekt könnte in 2002 XV93 eingeschlagen sein, dabei eingeschlossene Gase freigesetzt und eine vorübergehende Atmosphäre geschaffen haben.
„Diese Entdeckung zeigt, dass selbst ein TNO mit einer Entfernung von einigen hundert Kilometern zumindest vorübergehend eine Atmosphäre beherbergen kann, die Standardszenarien zur Speicherung flüchtiger Stoffe in Frage stellt“, schlussfolgerten die Autoren.
Warum das wichtig ist
Dieser Befund erzwingt eine Neubewertung unseres Verständnisses von Kleinplaneten im äußeren Sonnensystem. Es deutet darauf hin, dass ein Bruchteil der entfernten Eiswelten Atmosphären aufweisen könnten, die möglicherweise durch anhaltende interne Aktivität aufrechterhalten werden oder durch kürzliche Kollisionen erzeugt werden.
Wenn kleine, kalte Körper Atmosphären aufrechterhalten können, bedeutet dies, dass die Grenze zwischen „toten“ Gesteinen und dynamischen Welten verschwommener ist als bisher angenommen. Weitere Beobachtungen sind erforderlich, um zwischen Kryovulkanismus und den Ursprüngen des Einschlags zu unterscheiden, doch vorerst ist 2002 XV93 ein Beweis für die unerwartete Komplexität der fernen Grenze des Sonnensystems.
