Astronomen hebben een dunne atmosfeer ontdekt rond een kleine, bevroren wereld ver buiten Pluto, een ontdekking die lang gekoesterde aannames over de buitenste delen van het zonnestelsel ter discussie stelt. Het object, aangeduid als (612533) 2002 XV93, is een trans-Neptunisch object (TNO) met een diameter van ongeveer 500 kilometer.
Volgens gevestigde wetenschappelijke modellen zijn lichamen van deze omvang en temperatuur te koud en hebben ze een te zwakke zwaartekracht om een atmosfeer vast te houden. Toch suggereren gegevens verzameld door een team onder leiding van Dr. Ko Arimatsu van het Ishigakijima Astronomical Observatory iets anders. De bevindingen, gepubliceerd in Nature Astronomy, geven aan dat dit verre ijskoude lichaam een voorbijgaande atmosfeer huisvest, wat nieuwe vragen oproept over de geologische activiteit in de diepe uithoeken van onze planetaire omgeving.
Een zeldzame sterrenoccultatie
De detectie was gebaseerd op een fenomeen dat bekend staat als stellaire occultatie. Op 10 januari 2024 passeerde XV93 rechtstreeks tussen de aarde en een verre achtergrondster. Terwijl het object over het pad van de ster bewoog, hielden astronomen in de gaten hoe het sterlicht veranderde.
Als het object een vast oppervlak zonder atmosfeer had gehad, zou het licht van de ster abrupt zijn verdwenen. In plaats daarvan vervaagde het licht geleidelijk voordat het verdween. Dit geleidelijke dimmen geeft aan dat het sterlicht door een gaslaag (een atmosfeer) ging voordat het werd geblokkeerd door het vaste lichaam.
Ter context: de XV93 uit 2002 is aanzienlijk kleiner dan Pluto, die een diameter heeft van 2.377 kilometer. Hoewel bekend is dat Pluto een dunne atmosfeer heeft, hadden eerdere onderzoeken van andere TNO’s negatieve resultaten opgeleverd. De meeste wetenschappers geloofden dat de extreme kou en de lage zwaartekracht van deze verre werelden ervoor zouden zorgen dat alle gassen aan het oppervlak zouden bevriezen of naar de ruimte zouden ontsnappen.
Een vluchtig fenomeen
De atmosfeer die rond 2002 XV93 werd gedetecteerd, is geen permanent kenmerk. Berekeningen suggereren dat het binnen minder dan 1000 jaar zou verdwijnen, tenzij het voortdurend wordt aangevuld. Dit impliceert dat de atmosfeer in astronomische termen relatief recentelijk is gevormd of ververst.
De bron van dit gas blijft echter een mysterie. Waarnemingen met de James Webb Space Telescope (JWST) vonden geen bewijs van bevroren gassen op het oppervlak die konden sublimeren (rechtstreeks van vast naar gas veranderen) om de atmosfeer te voeden. Dit sluit de eenvoudigste verklaring uit: zonlicht verwarmt oppervlakte-ijs.
Twee toonaangevende theorieën
Omdat sublimatie van het oppervlak onwaarschijnlijk is, stellen onderzoekers twee alternatieve mechanismen voor voor het bestaan van de atmosfeer:
- Cryovulkanische activiteit : Een interne gebeurtenis kan bevroren of vloeibare gassen van diep in het object naar de oppervlakte hebben gebracht. Dit suggereert dat 2002 XV93 mogelijk nog steeds geologisch actief is, een verrassende eigenschap voor zo’n klein, ver verwijderd lichaam.
- Recente impact : Een komeet of een ijskoud object is mogelijk in de XV93 van 2002 neergestort, waardoor opgesloten gassen vrijkwamen en een tijdelijke atmosfeer ontstond.
“Deze ontdekking laat zien dat zelfs TNO over een afstand van een paar honderd kilometer, op zijn minst tijdelijk, een atmosfeer kan herbergen die standaardscenario’s voor vluchtige retentie uitdaagt”, concludeerden de auteurs.
Waarom dit belangrijk is
Deze bevinding dwingt tot een herevaluatie van hoe we kleine planeten in de buitenste delen van het zonnestelsel begrijpen. Het suggereert dat een fractie van de verre ijzige werelden een atmosfeer kan vertonen, mogelijk in stand gehouden door aanhoudende interne activiteit of veroorzaakt door recente botsingen.
Als kleine, koude lichamen een atmosfeer in stand kunnen houden, betekent dit dat de grens tussen ‘dode’ rotsen en dynamische werelden vager is dan eerder werd gedacht. Verdere observaties zijn nodig om onderscheid te maken tussen cryovulkanisme en de oorsprong van de inslag, maar voorlopig is 2002 XV93 een bewijs van de onverwachte complexiteit van de verre grens van het zonnestelsel.
