Ένα πολύ μικρό ουράνιο σώμα, μακριά από τον ήλιο και βυθισμένο στο παγωμένο εξωτερικό τμήμα του ηλιακού μας συστήματος, έχει αναπτύξει με μυστηριώδη τρόπο μια ατμόσφαιρα — και οι επιστήμονες προσπαθούν να εξηγήσουν πώς και γιατί συνέβη αυτό.
Μία πιθανή εξήγηση είναι ότι η ατμόσφαιρα δημιουργήθηκε μέσω κρυοηφαιστειακής δραστηριότητας, δηλαδή από «παγωμένα ηφαίστεια». Μια άλλη θεωρία υποστηρίζει ότι μπορεί να προήλθε από πρόσκρουση κάποιου σώματος, ωστόσο σε αυτή την περίπτωση το γεγονός θα πρέπει να είναι σχετικά πρόσφατο, καθώς μια τόσο λεπτή ατμόσφαιρα θα διαλυόταν στο διάστημα μέσα σε περίπου χίλια χρόνια.
Το ουράνιο σώμα και η θέση του στο Ηλιακό Σύστημα
Το αντικείμενο με την ατμόσφαιρα, γνωστό ως (612533) 2002 XV93, είναι ένα διανεπτούνιο σώμα (TNO), που σημαίνει ότι βρίσκεται στη Ζώνη του Κάιπερ, πέρα από την τροχιά του εξώτατου πλανήτη, του Ποσειδώνα. Συγκεκριμένα, πρόκειται για ένα «πλουτίνο», δηλαδή ένα σώμα που, όπως και ο Πλούτωνας, βρίσκεται σε τροχιακό συντονισμό 2:3 με τον Ποσειδώνα — ολοκληρώνει δύο περιφορές γύρω από τον Ήλιο για κάθε τρεις του Ποσειδώνα.
Το (612533) 2002 XV93 είναι αισθητά μικρότερο από τον Πλούτωνα, με διάμετρο περίπου 500 χιλιομέτρων, ενώ ο Πλούτωνας φτάνει τα 2.377 χιλιόμετρα.
Η ανακάλυψη της ατμόσφαιρας
Ο Πλούτωνας διαθέτει μια λεπτή εξώσφαιρα όταν πλησιάζει στο περιήλιο, διατηρώντας πάγους αζώτου, μεθανίου και μονοξειδίου του άνθρακα που εξατμίζονται σε αέρια. Ωστόσο, κανένα άλλο σώμα στη Ζώνη του Κάιπερ δεν είχε παρατηρηθεί να διαθέτει παρόμοια ατμόσφαιρα, μέχρι τώρα.
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 αστρονόμοι παρακολούθησαν το φαινόμενο στις 10 Ιανουαρίου 2024, όταν το σώμα πέρασε μπροστά από ένα αστέρι, προκαλώντας απόκρυψη.
Αν το αντικείμενο ήταν εντελώς χωρίς ατμόσφαιρα, το αστέρι θα είχε σβήσει στιγμιαία. Αντίθετα, η σταδιακή μείωση της φωτεινότητας έδειξε την ύπαρξη ατμόσφαιρας που διαθλά το φως.
Τα ευρήματα των παρατηρήσεων
Οι παρατηρήσεις πραγματοποιήθηκαν από τέσσερα σημεία στην Ιαπωνία, χρησιμοποιώντας τόσο επαγγελματικά όσο και ερασιτεχνικά τηλεσκόπια. Το κύριο όργανο ήταν το τηλεσκόπιο 1,05 μέτρου του Παρατηρητηρίου Kiso του Πανεπιστημίου του Τόκιο, ενώ μικρότερα τηλεσκόπια εξοπλισμένα με κάμερες CMOS κατέγραψαν τη βαθμιαία μείωση της φωτεινότητας του άστρου.
Η εξώσφαιρα που εντοπίστηκε είναι εξαιρετικά λεπτή — με επιφανειακή πίεση μεταξύ 100 και 200 νανομπαρ, δηλαδή 5 έως 10 εκατομμύρια φορές χαμηλότερη από την ατμόσφαιρα της Γης. Για σύγκριση, η ατμόσφαιρα του Πλούτωνα έχει μέση πίεση 10 μιλιμπαρ.
Πιθανές εξηγήσεις
Η σύνθεση της ατμόσφαιρας παραμένει άγνωστη. Αν και θα μπορούσε να είναι πλούσια σε άζωτο, με ίχνη μεθανίου και μονοξειδίου του άνθρακα, παρατηρήσεις από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb δεν εντόπισαν τέτοιους πάγους στην επιφάνεια. Επιπλέον, με θερμοκρασίες μόλις 40–50 βαθμών πάνω από το απόλυτο μηδέν, το σώμα είναι πολύ ψυχρό για να εξατμιστούν πάγοι νερού ή διοξειδίου του άνθρακα.
Η ομάδα του Arimatsu εξετάζει δύο πιθανά σενάρια. Το πρώτο είναι μια πρόσφατη πρόσκρουση κομήτη, η οποία απελευθέρωσε αέρια που σχημάτισαν προσωρινή ατμόσφαιρα. Το δεύτερο είναι ότι τα αέρια προέρχονται από υπόγειους πάγους που απελευθερώνονται μέσω κρυοηφαιστειακής δραστηριότητας. Ωστόσο, η πηγή αυτής της δραστηριότητας παραμένει άγνωστη.
Νέα δεδομένα για τις ατμόσφαιρες μικρών σωμάτων
Η ύπαρξη εξώσφαιρας γύρω από το (612533) 2002 XV93 ανατρέπει την παραδοσιακή αντίληψη ότι μόνο μεγαλύτεροι πλανήτες μπορούν να διατηρήσουν ατμόσφαιρα. Όπως σημειώνουν οι ερευνητές, «η παραδοσιακή ιδέα ότι πυκνές ατμόσφαιρες σχηματίζονται μόνο γύρω από μεγάλα σώματα πρέπει να αναθεωρηθεί».
Το επόμενο βήμα είναι να προσδιοριστεί η χημική σύσταση της εξώσφαιρας, κάτι που μπορεί να επιτευχθεί με τη βοήθεια του James Webb. Η παρακολούθηση της πυκνότητάς της τα επόμενα χρόνια θα δείξει αν πρόκειται για προσωρινό φαινόμενο λόγω πρόσκρουσης ή για σταθερή διαδικασία εκπομπής αερίων.
Τα αποτελέσματα της έρευνας δημοσιεύθηκαν στις 4 Μαΐου στο περιοδικό Nature Astronomy.
