Hubble- ja James Webb -teleskoopit löysivät pieniä jäisiä kappaleita Neptunuksen takaa

Kuva: Illustrative image · ESA/Webb, NASA & CSA, Tazaki et al. · CC BY 4.0 · Lähde

Astronomit yhdistivät Hublen näkyvän valon ja James Webbin infrapunaspektrin havainnot tutkiakseen 27 pientä transneptunista kappaletta, jopa vain 5 km halkaisijaltaan, paljastaen odottamattoman yhtenäisyyden värissä ja koostumuksessa.

Astronomit ovat yhdistäneet kahden tehokkaimman avaruusteleskoopin, Hubble ja James Webb, havainnot tunnistaakseen ja tutkiakseen joitakin pienimpiä ja himmeimpiä tunnettuja kappaleita aurinkokunnassa Neptunuksen radan takana. Nämä kaksi teleskooppia täydentävät toisiaan siten, että Hubble havainnoi näkyvää valoa ja James Webb toimii infrapunaspektrissä. Yhdessä he tutkivat 27 transneptunista kappaletta (TNO), jotka ovat jäänteitä aurinkokunnan varhaisesta muodostumisvaiheesta.

Näistä pienin kappale on noin 5 kilometrin halkaisijaltaan. Jotkut kappaleet ovat niin himmeitä, että niiden kirkkaus on verrattu tulikärpästen hehkua kuun pinnalla, kun sitä katsotaan Maasta. Tämä tutkimus mahdollisti astronomien tutkia jäisten kappaleiden populaatiota, joka oli aiemmin liian himmeä yksityiskohtaiseen tarkkailuun.

Yllättävä keskeinen löytö oli, että jopa pienimmät jäiset kappaleet jakavat hyvin samanvärisen ulkonäön selvästi suurempien TNO:iden kanssa. Tutkijat ennustivat, että miljardejen vuosien aikana tapahtuneet frekventit törmäykset ja hajoamiset olisivat muuttaneet niiden pinnat tarpeeksi, jotta näkyviä värillisiä eroja olisi syntynyt. Havainnot kuitenkin viittaavat siihen, että nämä pienet kappaleet ovat säilyttäneet alkuperäiset materiaalinsa ominaisuudet.

Lisäksi molemmat havainnointijoukot havaitsivat pienten TNO:iden olevan harvemmassa kuin jotkut teoreettiset mallit olivat ennustaneet. Koon jakautuminen oli samankaltainen kahden kohderyhmän välillä, jotka erosivat radan ominaisuuksien perusteella: “kylmät” TNO:t, joilla on suhteellisen pyöreät ja vähemmän kaltevat radat, ja “kuumat” TNO:t, joilla on pidemmät ja vinot radat.

Tämä samankaltaisuus viittaa siihen, että planetesimaalien – planeettojen rakennuspalikoiden – muodostumisprosessi tuotti verrattavissa olevia tuloksia erilaisissa varhaisen aurinkokunnan olosuhteissa. Huomattavaa on, että “kuumat” kappaleet, jotka ovat kokeneet huomattavaa radan evoluutiota ajan mittaan, säilyttävät silti koostumuksellisia vihjeitä alkuperäisestä muodostumispaikastaan. Tämä tarkoittaa, että myöhemmät törmäykset ja radan muutokset eivät täysin pyyhkineet syntymähetken kemiallisia merkkejä.

Mahdollistamalla sekä suurten että hyvin pienten transneptunisten kappaleiden tutkimisen, nämä havainnot tarjoavat astronomeille harvinaisen tilaisuuden ymmärtää paremmin aurinkokunnan varhaista koostumusta ja evoluutiohistoriaa. Ne valaisevat planeettojen muodostumisen aikaisia olosuhteita ja etäisissä jäisissä maailmoissa säilyneen alkuperäisen aineen säilymistä.