Hubble i Webb dostrzegły drobne obiekty za Neptunem. Ich barwy stawiają nowe pytania
Hubble i Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba scharakteryzowały 27 nowo odkrytych, bardzo słabych obiektów transneptunowych, w tym ciało o średnicy około 5 kilometrów. Pomiary wskazują, że małe obiekty zachowują zależności barw znane z większych populacji, ale nie wyjaśniają jeszcze jednoznacznie, dlaczego ich powierzchnie tak niewiele się różnią.
Najmniejsze z badanych ciał mają około 5 kilometrów
Obiekty transneptunowe, w skrócie TNO, to małe, słabe i zwykle lodowe ciała krążące wokół Słońca poza orbitą Neptuna. W dwóch pracach opublikowanych w „The Astronomical Journal” zespoły badawcze przyjrzały się 27 nowo wykrytym przedstawicielom tej grupy.
Najmniejszy z nich ma około 5 kilometrów średnicy. NASA podaje, że jest to rozmiar mniej więcej pięciokrotnie mniejszy od granicy wykrywalności najczulszych teleskopów naziemnych. To właśnie dostęp do tak słabych obiektów rozszerza próbę o ciała bliższe drobnym składnikom dawnego dysku materii niż dobrze znane, większe TNO.
Dwa teleskopy, dwa zakresy światła
Obserwacje przeprowadzono równocześnie: Hubble mierzył światło widzialne, a Webb podczerwone. Połączenie tych danych pozwoliło badaczom określać barwy, szacować rozmiary oraz analizować orbity wykrytych ciał.
Barwa nie jest tu prostą etykietą chemicznego składu. Jest wskaźnikiem właściwości powierzchni, który można zestawiać między obiektami. Dzięki temu zespół sprawdził, czy małe TNO zachowują wzorce widoczne już wśród większych ciał.
„Zimne” i „gorące” populacje nadal różnią się barwami
W astronomii określenia „zimne” i „gorące” nie mówią w tym przypadku o temperaturze. Dynamicznie zimne TNO poruszają się po względnie kołowych orbitach blisko płaszczyzny Układu Słonecznego. Ich gorące odpowiedniki mają orbity bardziej wydłużone i nachylone; według opisu badania zostały przemieszczone dalej od Słońca podczas wczesnej migracji olbrzymów gazowych.
W obu populacjach małe obiekty zachowały zależności barw obserwowane u większych odpowiedników. To wynik zgodny z hipotezą, że procesy zderzeniowe nie przekształciły znacząco ich powierzchni albo że nawet po zderzeniach mogły przetrwać cechy pierwotnego materiału. Same pomiary nie pozwalają rozstrzygnąć między tymi wyjaśnieniami.
Mniej drobnych obiektów, niż przewidywała część modeli
Druga praca dotyczyła rozkładu rozmiarów. Badacze stwierdzili mniej bardzo małych TNO, niż zakładała część modeli formowania planet. Zaskakująco podobne okazały się też rozkłady rozmiarów populacji dynamicznie zimnej i gorącej.
To istotne dla badań planetozymali, czyli stałych zalążków planet powstających z łączenia pyłu i drobin. Wynik nie odtwarza pojedynczego epizodu z młodego Układu Słonecznego i nie czyni z TNO dosłownej „kapsuły czasu”. Daje jednak nowe dane o tym, jakie małe ciała przetrwały na dalekich orbitach i jakie scenariusze ich powstawania trzeba będzie zestawić z obserwowanym niedoborem najmniejszych obiektów.
Następny krok należy do modeli i pełniejszej oceny czułości przeglądu: trzeba sprawdzić, jak obserwowany niedobór najmniejszych TNO przekłada się na konkretne scenariusze powstawania planetozymali. Równie otwarte pozostaje pytanie, czy trwałość wzorców barw wynika przede wszystkim z niewielu zderzeń, czy z odporności pierwotnych cech powierzchni.
Źródła
