Forskare upptäcker atmosfär på objekt bortom Pluto – första fyndet sedan Pluto själv

Astronomer har länge fascinerats av de märkliga egenskaperna hos objekt i Kuiperbältet, ett avlägset bälte av mindre planeter och isiga kroppar bortom Neptunus omloppsbana. Många av dessa objekt uppvisar ovanliga rörelsemönster som tyder på påverkan från en ännu oupptäckt, massiv himlakropp – ibland spekulerat vara en hypotetisk nionde planet i solsystemet. Men det extrema avståndet från solen gör dessa så kallade transneptunska objekt (TNO) svåra att studera, vilket lämnar många frågor obesvarade.

Nu rapporterar ett forskarlag i Japan om en banbrytande upptäckt: de har identifierat endast det andra TNO som har en atmosfär, efter dvärgplaneten Pluto. Enligt en artikel publicerad i tidskriften Nature Astronomy denna vecka har forskarna observerat en mycket tunn gasmantel runt det lilla objektet 2002 XV93, som endast är cirka 500 kilometer i diameter – ungefär en femtedel av Plutos storlek. Om fyndet bekräftas kan det tvinga forskare att omvärdera teorierna om hur atmosfärer kan bildas kring små himlakroppar och vilka andra hemliga grannar som kan dölja sig i Kuiperbältet.

Upptäckten gjordes genom sällsynt stjärnockultation

Forskarna, ledda av docent Ko Arimatsu vid National Astronomical Observatory of Japan, observerade 2002 XV93 när det passerade framför en avlägsen stjärna i januari 2024. Sådana händelser, kallade stjärnockultationer, är sällsynta men ger värdefull information om objektens egenskaper. Trots att 2002 XV93 upptäcktes redan 2002 och befinner sig flera miljarder kilometer från jorden, förväntade forskarna sig att det skulle likna andra liknande TNO:er.

Men när objektet passerade framför stjärnan observerade teamet en gradvis försvagning av stjärnljuset, vilket tyder på att ljuset böjdes av en mycket tunn atmosfär. Om objektet saknat atmosfär hade ljuset istället slocknat abrupt. "Observationsdata visade en jämn förändring av stjärnans ljusstyrka nära skuggekanten, vilket varade i cirka 1,5 sekunder," berättade Arimatsu för CNN. "Denna typ av mjuka ljusförändringar förklaras naturligt om ljuset böjs av en mycket tunn atmosfär kring objektet."

Atmosfären kan härröra från isvulkaner eller nyliga kollisioner

Den upptäckta atmosfären är extremt tunn – mellan fem och tio miljoner gånger tunnare än jordens atmosfär. I sin studie föreslår forskarna två möjliga förklaringar till dess uppkomst: antingen kryovulkanisk aktivitet, det vill säga utbrott av vatten, ammoniak eller metan istället för smält berg, eller en nylig kollision med ett litet isigt objekt.

Om det rör sig om en kollision kan atmosfären försvinna inom några hundra år. Om det istället beror på kryovulkanism kan den tunna gasmanteln bestå betydligt längre. Forskarna hoppas nu kunna studera 2002 XV93 närmare med hjälp av NASA:s rymdteleskop James Webb, som kan avslöja förekomsten av andra gaser som metan eller kolmonoxid.

"Denna upptäckt öppnar nya dörrar för förståelsen av hur atmosfärer kan existera även kring mycket små himlakroppar i solsystemets ytterkanter," säger Arimatsu. "Det kan också ge ledtrådar till huruvida det finns fler liknande objekt med atmosfärer i Kuiperbältet."

Vad betyder upptäckten för framtida forskning?

Upptäckten av en atmosfär kring 2002 XV93 utmanar tidigare antaganden om att endast större himlakroppar kan ha tillräckligt stark gravitation för att hålla kvar en atmosfär. Det väcker också frågor om hur vanligt förekommande sådana atmosfärer är bland TNO:er och om det kan finnas fler liknande objekt som ännu inte upptäckts.

Framtida observationer med kraftfulla teleskop som James Webb kan ge mer insikt i sammansättningen av dessa tunna atmosfärer och bidra till att lösa mysterierna kring solsystemets avlägsna regioner. För forskare som studerar Kuiperbältet markerar fyndet ett viktigt steg mot en djupare förståelse av de isiga kroppar som kretsar kring solen bortom Neptunus.