Teleskopy Hubble'a i Jamesa Webba odkrywają małe lodowe ciała za Neptunem

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

Astronomowie połączyli optyczne obserwacje teleskopu Hubble'a i podczerwone teleskopu Jamesa Webba, aby zbadać 27 malutkich obiektów transneptunowych, w tym niektóre o średnicy zaledwie 5 km, ujawniając niespodziewaną jednorodność kolorów i składu.

Astronomowie połączyli obserwacje z dwóch najpotężniejszych teleskopów kosmicznych, Hubble'a i Jamesa Webba, aby zidentyfikować i zbadać niektóre z najmniejszych i najsłabszych znanych ciał w Układzie Słonecznym poza orbitą Neptuna. Oba teleskopy się uzupełniają: Hubble obserwuje w świetle widzialnym, a James Webb działa w spektrum podczerwieni. Razem zbadali 27 obiektów transneptunowych (TNO), pozostałości z wczesnego okresu formowania Układu Słonecznego.

Wśród nich najmniejsze ciało ma około 5 kilometrów średnicy. Niektóre obiekty są tak słabe, że ich jasność porównywano do blasku świetlików na powierzchni Księżyca widzianych z Ziemi. Badanie to pozwoliło astronomom zgłębić populację lodowych ciał, które wcześniej były poza zasięgiem szczegółowych obserwacji.

Zaskakującym kluczowym odkryciem było, że nawet najmniejsze lodowe ciała mają bardzo podobne kolory do znacznie większych TNO. Naukowcy spodziewali się, że częste kolizje i fragmentacja przez miliardy lat zmienią ich powierzchnie na tyle, aby pojawiły się zauważalne różnice kolorystyczne. Tymczasem obserwacje sugerują, że te małe obiekty zachowały oryginalne właściwości materiałowe, z których powstały.

Ponadto oba zespoły badawcze odkryły mniej małych TNO, niż przewidywały niektóre modele teoretyczne. Rozkład rozmiarów okazał się podobny między dwiema grupami obiektów wyróżnionych ze względu na charakterystyki orbitalne: „zimne” TNO z relatywnie kołowymi, mniej nachylonymi orbitami oraz „gorące” TNO o bardziej wydłużonych i pochylonych orbitach.

Ta podobieństwo sugeruje, że proces formowania planetozymali — cegieł budujących planety — przyniósł porównywalne rezultaty w różnych wczesnych warunkach Układu Słonecznego. Co istotne, „gorące” obiekty, które przeszły znaczne ewolucje orbitalne w czasie, wciąż zachowują skład chemiczny wskazujący na miejsca, w których się pierwotnie uformowały. Oznacza to, że późniejsze kolizje i zmiany orbit nie usunęły całkowicie chemicznych śladów powstania.

Dzięki umożliwieniu badania zarówno dużych, jak i bardzo małych obiektów transneptunowych, te obserwacje dają astronomom rzadką okazję lepszego zrozumienia składu i historii ewolucyjnej wczesnego Układu Słonecznego. Rzucają światło na warunki panujące podczas formowania planet oraz na zachowanie pierwotnego materiału w odległych lodowych światach.