За първи път астрономи са открили тънка атмосфера около малко небесно тяло във външната част на Слънчевата система – обект, за който досега се е смятало, че е твърде малък, за да поддържа такава.

Хиляди замръзнали, скалисти тела, наречени транснептунови обекти (ТНО), се намират в пояса на Кайпер в периферията на Слънчевата система. Те са останки от нейното формиране преди около 4,5 милиарда години.

Планетата джудже Плутон е най-големият от тези транснептунови обекти, наречени така, защото се намират отвъд орбитата на Нептун.

Ниските температури и слабата гравитация на тези малки тела дълго време са карали астрономите да смятат, че те не могат да задържат атмосфера – с изключение на Плутон, който има тънка такава. Атмосфери, особено по-плътни, обикновено се образуват около големи планети или луни, като най-големия спътник на Сатурн – Титан.

Изследователите са идентифицирали обекта Candidate Dark Galaxy-2 (CDG-2) с помощта на космическия телескоп „Хъбъл“

Почти невидима галактика може да разкрие тайните на тъмната материя

Междувременно планетите джуджета Ерида, Хаумея, Макемаке и кандидатът за планета джудже Кваоар – най-големите ТНО след Плутон – не изглежда да имат атмосфери.

По време на рядка възможност за наблюдение астрономи от Япония са засекли тънка обвивка от атмосфера около транснептунов обект, известен като (612533) 2002 XV93, според изследване, публикувано в списание Nature Astronomy.

Докато Плутон има диаметър от около 2377 километра, 2002 XV93 е с размер едва около 500 километра.

Неочакваното откритие, направено от д-р Ко Аримацу, доцент в Националната астрономическа обсерватория на Япония, и неговия екип, може да даде безпрецедентна представа за това как се формира и задържа атмосфера около малък обект и да промени представите на учените за телата в пояса на Кайпер, пише CNN.

Рядък шанс за наблюдение

В началото на януари 2024 г. Аримацу и колегите му се подготвят за уникалната възможност да наблюдават как ТНО преминава пред ярка звезда, видима от Япония.

Обектът 2002 XV93 има типична орбита за тяло от пояса на Кайпер и е по-малък от планета джудже, поради което не е бил считан за нещо различно от останалите подобни обекти.

Подобни моменти, когато транснептунов обект закрива звезда от фоновото небе – явление, известно като звездна окултация, предоставят рядка възможност за изучаване на размера, формата и характеристиките на малки и отдалечени тела.

Ново изследване разкрива как древен космически сблъсък и една изчезнала луна са променили орбитите в системата и са създали емблематичните пръстени на планетата

Астрономи твърдят, че са разгадали една от най-големите мистерии на Сатурн

Изследователите провеждат наблюдения от три различни места в Япония – обсерватории в Киото и префектура Нагано, както и телескоп, управляван от учени във Фукушима.

Светлината на звездата постепенно отслабва, докато обектът преминава пред нея – знак за наличие на атмосфера. При обект без атмосфера звездата би изчезнала и се появила отново много по-рязко.

„Наблюдателните данни показаха плавна промяна в яркостта на звездата близо до ръба на сянката, продължила около 1,5 секунди“, обяснява Аримацу. „Този тип плавна промяна може естествено да се обясни, ако светлината на звездата е била пречупена от много тънка атмосфера около обекта.“

Изчисленията показват, че атмосферата на 2002 XV93 е между 5 и 10 милиона пъти по-тънка от земната.

Учените разглеждат две възможни обяснения за нейния произход. Тя може да е резултат от криовулканизъм – процес, при който от вътрешността на леденото тяло се отделят газове като метан, азот или въглероден оксид. Възможно е също така атмосферата да е възникнала след удар с друго тяло от пояса на Кайпер, например комета, което е освободило газове от подповърхностните слоеве.

Ако атмосферата е резултат от удар, тя може да съществува само няколкостотин години. Ако обаче се поддържа от криовулканична активност, тя може да се запази значително по-дълго.

Какво следва?

Бъдещи наблюдения на 2002 XV93 – чрез нови звездни окултации или с помощта на мощния космическия телескоп „Джеймс Уеб“ – ще помогнат на учените да определят по-точно състава и произхода на атмосферата, както и начина, по който тя се променя във времето.

Телескопът може също да засече емисии на метан или въглероден оксид и да даде информация за химичния състав на атмосферата.

Екипът на Аримацу продължава да търси атмосфери около други транснептунови обекти чрез наблюдения на звездни окултации. Това ще помогне да се установи дали 2002 XV93 е рядко изключение, или подобни малки тела също могат да притежават атмосфери.

L 98-59 f следва почти перфектно кръгла орбита около своята звезда, получава приблизително същото количество звездна енергия като Земята и може би има условията за поддържането на течна вода и живот

Открита е пета потенциално обитаема планета в съседна звездна система

„Това е изключително вълнуващо откритие“, коментира д-р Скот Шепърд от Института „Карнеги“ за наука, който не е участвал в изследването. „Смяташе се, че обекти като 2002 XV93 са твърде малки, за да имат атмосфера, но този резултат сочи, че това не е така.“

Откритието също така подсказва, че обектът може да е геологично активен  независимо дали става дума за изригване на замръзнали газове или за последици от материал, който постепенно се връща към повърхността му.

„Това показва, че поясът на Кайпер не е студено и безжизнено място, а е изпълнен с активност и съдържа много от градивните елементи на живота“, заключава Шепърд.