Astronomen entdecken dünne Atmosphäre auf kleinem Objekt im Kuipergürtel

Im Kuipergürtel, einer Region jenseits des Neptun, die von eisigen Himmelskörpern durchzogen ist, haben Astronom:innen ein ungewöhnliches Phänomen entdeckt. Ein internationales Team unter Leitung von Ko Arimatsu vom National Astronomical Observatory of Japan identifizierte erstmals eine extrem dünne Atmosphäre auf dem transneptunischen Objekt (TNO) 2002 XV93 – nur das zweite bekannte TNO mit einer solchen Gashülle nach Pluto.

Das Objekt, etwa 500 Kilometer groß und damit nur ein Fünftel des Pluto-Durchmessers, wurde während einer seltenen stellaren Okkultation im Januar 2024 beobachtet. Dabei schob sich 2002 XV93 vor einen hellen Stern, was den Forschenden ermöglichte, seine Atmosphäre indirekt nachzuweisen. Statt eines abrupten Verschwindens des Sternenlichts beobachteten sie eine allmähliche Abdunkelung über etwa 1,5 Sekunden – ein klares Indiz für eine dünne Gashülle.

„Die Daten zeigten eine glatte Veränderung der Sternhelligkeit am Rand des Schattens“, erklärte Arimatsu gegenüber CNN. „Dieser Effekt lässt sich nur durch die Brechung des Sternenlichts in einer extrem dünnen Atmosphäre erklären.“ Die gemessene Gashülle ist etwa fünf bis zehn Millionen Mal dünner als die Erdatmosphäre und könnte durch Kryovulkanismus oder den Einschlag eines kleinen Eiskörpers entstanden sein.

Mögliche Ursachen der Atmosphäre

Die Forscher:innen diskutieren zwei Hauptszenarien für die Entstehung der Atmosphäre:

• Kryovulkanische Aktivität: Ausbrüche von Wasser, Ammoniak oder Methan könnten Gase freisetzen, die eine dünne Hülle bilden. Eine solche Atmosphäre könnte über lange Zeiträume stabil bleiben.
• Einschlag eines kleinen Objekts: Ein Zusammenstoß mit einem eisigen Himmelskörper könnte kurzfristig Gase freisetzen. Allerdings würde sich eine solche Atmosphäre innerhalb weniger hundert Jahre wieder verflüchtigen.

Die Entdeckung wirft grundlegende Fragen auf: Wie entstehen Atmosphären auf kleinen, kalten Objekten? Und welche weiteren Überraschungen hält der Kuipergürtel noch bereit? Die Forschenden hoffen nun auf Folgebeobachtungen mit dem James-Webb-Weltraumteleskop, um nach weiteren Gasen wie Methan oder Kohlenmonoxid zu suchen.

Bedeutung für die Planetenforschung

Die Beobachtung von 2002 XV93 zeigt, dass selbst winzige Himmelskörper in den äußersten Regionen des Sonnensystems komplexe Prozesse durchlaufen können. Bisher galt die Existenz von Atmosphären auf solchen Objekten als unwahrscheinlich. Die Entdeckung könnte daher das Verständnis der Entstehung und Entwicklung des Sonnensystems erweitern – und möglicherweise sogar Hinweise auf den hypothetischen „Planet Neun“ liefern, dessen Existenz einige Wissenschaftler:innen im Kuipergürtel vermuten.

„Diese Beobachtung unterstreicht, wie wenig wir über die äußeren Regionen unseres Sonnensystems wissen“, so Arimatsu. „Jede neue Entdeckung bringt uns einen Schritt näher an die Lösung der großen Rätsel des Universums.“