U dubinama svemira, na rubu našeg Sunčevog sustava, prostire se Kuiperov pojas – golema regija koja skriva brojne ledene objekte i nudi mnoštvo znanstvenih otkrića. Proučavanje objekata Kuiperovog pojasa, ponekad nazivanih i objektima izvan Neptuna (Trans-Neptunian Objects – TNOs), pružilo je nove uvide u povijest Sunčevog sustava.
Raspored ovih objekata osvjetljava gravitacijske tokove koji su oblikovali naš Sunčev sustav te otkriva dinamičku povijest migracija planeta. Znanstvenici su od kraja 20. stoljeća bili željni izbliza proučiti ove objekte kako bi saznali više o njihovim orbitama i sastavu.
Jedan od glavnih ciljeva James Webb svemirskog teleskopa (JWST) bio je proučavanje tijela u vanjskom Sunčevom sustavu. Koristeći podatke dobivene putem Webb-ovog spektrometra bliskog infracrvenog područja (NIRSpec), međunarodni tim astronoma promatrao je tri patuljaste planete u Kuiperovom pojasu: Sednu, Gonggonga i Quaoara. Ova promatranja otkrila su niz zanimljivih činjenica o njihovim orbitama i sastavu, uključujući lagane ugljikovodike i složene organske molekule koje su vjerojatno proizvod ozračivanja metana.
Istraživanje je predvodio Joshua Emery, docent za astronomiju i planetarne znanosti na Sveučilištu Sjeverne Arizone. Timu su se pridružili istraživači iz NASA-inog Goddard Space Flight Centera, Instituta d’Astrophysique Spatiale na Université Paris-Saclay, Pinhead Instituta, Florida Space Institutea, Lowell opservatorija, Southwest Research Institutea, Space Telescope Science Institutea, Američkog sveučilišta i Sveučilišta Cornell. Predtisak njihova članka objavljen je na arXiv serveru te se trenutno pregledava za objavu u časopisu Icarus.
Zanimljiva regija
Iako smo tijekom godina postigli velika postignuća u astronomiji i istraživanju svemira robotima, naše znanje o regiji izvan Neptuna i Kuiperovom pojasu još uvijek je ograničeno. Do sada je jedina misija koja je proučavala Uran, Neptun i njihove glavne satelite bila Voyager 2 misija koja je prošla pokraj ovih ledenih divova 1986. i 1989. godine. Nadalje, misija New Horizons bila je prva koja je proučavala Pluton i njegove satelite (u srpnju 2015.) te jedina koja je naišla na objekt u Kuiperovom pojasu – 1. siječnja 2019., kada je prošla pored objekta poznatog kao Arrokoth.
Stoga ne čudi što su astronomi s nestrpljenjem iščekivali lansiranje JWST-a. Osim proučavanja egzoplaneta i najranijih galaksija u svemiru, njegove moćne infracrvene sposobnosti snimanja koristile su se i za proučavanje našeg Sunčevog sustava, otkrivajući nove slike Marsa, Jupitera i njegovih najvećih satelita. Za svoje istraživanje, Emery i njegova ekipa koristili su podatke dobivene od Webb-a o tri planetoida u Kuiperovom pojasu – Sedni, Gonggongu i Quaoaru. Ova tijela imaju promjer od oko 1.000 km, što ih svrstava u kategoriju patuljastih planeta prema IAU klasifikaciji.
Posebno zanimljiva astronomska tijela
Kako je Emery napisao u e-mailu za Universe Today, ova tijela su posebno zanimljiva astronomima zbog njihove veličine, orbita i sastava. Ostala tijela izvan Neptuna – poput Plutona, Erisa, Haumee i Makemakea – zadržala su lako hlapljive ledenjake na svojim površinama (dušik, metan itd.). Jedina iznimka je Haumea, koja je izgubila svoje hlapljive tvari uslijed velikog udara. Kako je rekao Emery, željeli su vidjeti imaju li Sedna, Gonggong i Quaoar slične tvari na svojim površinama.
Koristeći podatke dobivene putem Webb-ovog NIRSpec instrumenta, tim je promatrao sva tri tijela u niskoj rezolucijskoj prizmi u valnim duljinama od 0,7 do 5,2 mikrometara – smještajući ih sve u blisko infracrveni spektar. Dodatna promatranja Quaoara izvršena su od 0,97 do 3,16 µm koristeći srednje rezolucijske rešetke s deset puta većom spektralnom rezolucijom. Dobiveni spektri otkrili su neke zanimljive činjenice o ovim TNO-ima i sastavima njihovih površina, rekao je Emery:
“Na sva tri tijela pronašli smo obilje etana (C2H6), najviše na Sedni. Sedna također pokazuje acetilen (C2H2) i diacetilen (C4H2) na svojoj površini. Na Gonggongu i Quaoaru također smo pronašli znakove metana (CH4), iako u znatno manjim količinama nego što smo očekivali.”
Otkriće etana i drugih organskih molekula na ovim tijelima sugerira da su procesi ozračivanja metana na njihovim površinama vjerojatno odgovorni za stvaranje složenijih organskih spojeva. Ovi procesi su ključni za razumijevanje kemijske evolucije ovih dalekih svjetova i potencijalno mogu pružiti uvide o tome kako se organski materijal može formirati i nakupljati na svjetovima izvan našeg Sunčevog sustava.
Osim pružanja novih informacija o sastavu ovih tijela, podaci JWST-a također će pomoći astronomima u razumijevanju dinamike Kuiperovog pojasa. Znanje o orbitama i sastavu tijela unutar Kuiperovog pojasa može pomoći znanstvenicima da shvate kako su se ovi objekti formirali i evoluirali tijekom vremena te kako su interakcije s drugim planetama mogle utjecati na njihove trenutačne orbite.
Emery je zaključio: “Proučavanje ovih dalekih tijela pomoći će nam da bolje shvatimo povijest našeg Sunčevog sustava i procese koji su oblikovali njegovu vanjsku regiju. JWST pruža nevjerojatnu priliku da zaronimo dublje u ovu tajanstvenu regiju i donesemo nova otkrića koja će oblikovati naše razumijevanje svemira.”
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
