Väikesel Neptuuni-tagusel taevakehal leiti atmosfäär

2002 XV₉₃ on umbes 500-kilomeetrise läbimõõduga Kuiperi vöö objekt, mis tiirutab ümber Päikese 34–44 korda Maast kaugemal. Võrdluseks – Neptuun asub Päikesest 30 aü kaugusel ning Pluuto kaugus Päikesest varieerub 29–49 aü vahel. Tänase seisuga pole sel taevakehal veel nime, aga viimase avastuse valguses võib juhtuda, et millalgi see omistatakse.

Illustratsioon vaatlustest, millega 2002 XV₉₃ atmosfäär avastati. Erinevatest vaatluskohtadest nähtuna liikus taevakeha kauge tähe eest läbi veidi erinevatel trajektooridel, roheline ja lilla joon vastavad Kiso observatooriumist ja Fukushimast tehtud vaatlustele.

2024. aasta jaanuaris varjutas 2002 XV₉₃ Maalt vaadeldes ühte Veomehe tähtkujus asuvat kauget tähte ning seda sündmust vaatlesid mitmed Jaapanis asuvad observatooriumid astronoomi Ko Arimatsu juhendamisel. Nii väikestel taevakehadel eeldatavasti üldiselt atmosfääre ei ole, mistõttu võinuks eeldada, et vaadeldav täht peitub ja ilmub uuesti väga järsult kui jäine taevakeha selle eest läbi liigub. Vaatlusandmed näitasid aga tähevalguse märgatavat tuhmumist nii varjutuse alguses kui ka lõpus, viidates mingi valgust neelava kihi olemasolule taevakeha ümber.

Tänavu 4. mail avaldatud artiklis hindas Arimatsu koos kolleegidega atmosfääri rõhuks 2002 XV₉₃ pinnal 100–200 nanobaari, ehk üks viie- kuni kümnemiljondik Maa atmosfäärirõhust. See on ühtlasi umbes 50–100 korda väiksem Pluuto atmosfäärirõhust, mis oli seni ainus teadaolev Neptuuni-tagune atmosfääriga taevakeha. Atmosfääri koostis on praegu teadmata, kuid tõenäolised kandidaadid on metaan, lämmastik või süsinikmonooksiid – selle tuvastamiseks tuleks teha väga suure tundlikkusega spektraalvaatluseid, mille võimekus on vaid üksikutel maailma tippobservatooriumitel, näiteks James Webbi kosmoseteleskoobil.

2002 XV₉₃ atmosfääri teeb omapäraseks asjaolu, et praeguste teadmiste kohaselt ei tohiks nii väikese taevakeha ümber nii paksu atmosfääri leiduda, sest Päikesesüsteemi elueaga võrreldavates ajamastaapides peaks see Jeansi mehhanismi vahendusel üsna kiiresti (mõne tuhande aastaga) kosmosesse laiali hajuma. Võimalike lahendustena oletatakse, et praegune atmosfäär on ajutine – vahest tekkinud mõne suurema kokkupõrke tulemusel või „toidab“ seda mingisugune vulkaaniline protsess või taevakeha pinnal olevate ainete sublimatsioon. Ka sellele küsimusele peaksid vastuse andma edasised vaatlused.

Hubble'i teleskoobi 2005. aasta foto Kuiperi vöö objektist 2002 XV₉₃.

Pluuto atmosfäär päikesevalguses, pildistatud Pluuto ööpoolelt kosmosesondi New Horizons möödalennu ajal 2015. aastal. Võib oletada, et 2002 XV₉₃ atmosfäär näeb visuaalselt sarnane välja.

Valitud väljavõtted 2002 XV₉₃ atmosfääri avastamist kajastavast artiklist. Kogu teadusartikkel on saadaval siin: https://arxiv.org/abs/2605.02243

Kuperi vööd teiste tähtede ümber

Kui liikuda Päikesesüsteemi kaugeimast planeedist - Neptuunist - veel kaugemale, kohtame seal kõikvõimalikus suuruses jäist materjali, mis tõenäoliselt tänu Neptuuni gravitatsioonilisele mõjule mitte kunagi täismõõdulisteks planeetideks ei liitunud. Seda kettakujulist rusuketast, mis ulatub umbes 30-50 astronoomilist ühikut* Päikesest kutsutakse avastaja järgi Kuiperi vööks. Suuremad Kupiteri vöö objektid on kääbusplaneedid Orcus, Pluuto, Haumea, Quaoar ja Makemake. Nende vahel tiirlevad komeedid ja lugematul arvul peenemat kraami.

Kui meie Päikesesüsteemis eksiteerib taoline ketas, siis kas see ei võiks eksiteerida ka teiste tähtede ümber? Et sellele küsimusele vastata, vaatlesid astronoomid raadioteleskoobi võrgustikuga (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array ehk ALMA ja Submillimeter Array ehk SMA) teisi tähti meie kosmilises naabruses. Kuna taolised kettad on oma tähtedest võrdlemisi kaugel ning seega väga jahedad, saabki neid näha vaid raadiolainetes.

Vaatluste tulemusel leiti koguni 74 taolist ketast meid ümbritseva kuni 500 valgusaasta kaugusel asuvate tähtede ümber. Mõned neist moodustavad sõõrikukujulisi paksemaid kettaid, mõned õhukesi ning mõned neist pole mitte ringikujulised, vaid pigem ovaalsed. Need viimased annavad aimu, et süsteem peidab endas mõnda suuremat planeeti, mis ketta kuju moonutab. Üldiselt aga avastati, et taolised kettad on oodatust massiivsemad ja suuremad. Kui esmapilgul võiks arvata, et meil on lihtsalt kergem suuremaid kettaid näha, siis see ei vasta tõele. Nimelt peaksime me just nägema kergemini väiksemaid kettaid, kuna need asuksid tähtedele lähemal ning kiirgaksid seega võimsamaid raadiolaineid.

Link teadustööle: https://www.aanda.org/component/article?access=doi&doi=10.1051/0004-6361/202451397

*astronoomiline ühik on pikkusühik, mille väärtuseks on Maa keskmine kaugus Päikesest - ümmarguselt 150 miljonit kilomeetrit.