James Webb otkriva tragova evolucije Neptuna

Znanstvena zajednica je, uz pomoć Svemirskog teleskopa James Webb, uspjela otkriti vrijedne tragove koji mogu osvijetliti tajne evolucije Neptuna te formiranja drugih objekata na rubovima našeg Sunčevog sustava.

Binarni sustav ledenih asteroida, nazvan Mors-Somnus, identificiran je kao objekt porijeklom iz Kuiperova pojasa. Ovo otkriće pruža temelj za detaljnije razumijevanje dinamičke povijesti Neptuna i transneptunskih objekata (TNO).

Znanstveni rad, objkavljen u časopisu Astronomy & Astrophysics predstavlja značajan napredak za program “Otkrivanje sastava površine transneptunskih objekata” (DiSCo-TNOs), koji vodi Sveučilište Središnje Floride (UCF) i koji je dio širih istraživačkih aktivnosti Svemirskog teleskopa James Webb (JWST) usmjerenih na proučavanje našeg Sunčevog sustava. Autorice studije, Ana Carolina de Souza Feliciano, postdoktorska suradnica, i Noemí Pinilla-Alonso, profesorica planetarne znanosti na Floridskom institutu za svemir na UCF-u, istraživale su jedinstvena spektralna svojstva malenih nebeskih tijela izvan Neptuna, unutar Kuiperova pojasa.

Tragova evolucije Neptuna

Posebnost ove studije leži u analizi sastava površine dvaju komponenata binarnog sustava Mors-Somnus, što je pružilo nove uvide u značajke regije izvan Neptuna. De Souza Feliciano je vodila ovo specifično istraživanje kao dio šireg programa DiSCo-TNOs, pod vodstvom Pinilla-Alonso. Korištenjem naprednih spektralnih kapaciteta JWST-a, tim je analizirao sastav površina nekoliko transneptunskih objekata za koje se pretpostavljalo da su međusobno povezani, potvrđujući sličnosti Mors-Somnusa s drugim transneptunskim objektima. Ti transneptunski objekti, koji su se očuvali gotovo nepromijenjeni, klasificirani su kao “hladno klasični” i služe kao referentne točke netaknute Neptunovom migracijom.

Opstanak binarnih objekata poput Mors-Somnusa, odvojenih velikim udaljenostima, predstavlja izuzetak u okolnostima izvan područja snažno povezanih gravitacijom, a koja su dodatno zaštićena slojevima leda i stijena, poput onih u Kuiperovu pojasu. Za njihovo preživljavanje neophodan je postepeni proces migracije prema krajnjem odredištu. Spektroskopske sličnosti između Morsa i Somnusa, kao i njihova povezanost s grupom hladno klasičnih transneptunskih objekata, omogućile su istraživačima da potvrde postojanje dokaza u prilog tezi o formiranju ovog binarnog sistema dalje od 30 astronomskih jedinica. Ovo otkriće usklađuje se s prethodnim pretpostavkama o regiji u kojoj su nastali hladno klasični transneptunski objekti.

Ključna uloga transneptunskih objekata

Niz otkrića, potaknut početnim podacima iz istraživanja DiSCo o gotovo 60 transneptunskih objekata koji su stigli krajem 2022. godine, naglašava dinamičnost i širenje dosega ovog istraživačkog polja. “Analizirajući spektre Morsa i Somnusa, nastavili smo dobivati nove informacije, što je učinilo očitim vezu između dinamičkih skupina i kompozicijskih karakteristika,” istaknula je de Souza Feliciano. Proučavanje sastava malih nebeskih objekata, kao što je binarni sustav Mors-Somnus, otkriva dragocjene informacije o našem kosmičkom nasljeđu, nadovezuje se Pinilla-Alonso.

“Kroz analizu kemije i fizike transneptunskih objekata, dobivamo uvid u raspodjelu molekula ugljika, kisika, dušika i vodika u prvobitnom oblaku iz kojeg su nastali planeti, njihovi mjeseci i manji objekti,” objasnila je. “Te molekule bile su ključne u stvaranju temelja za život i vodu na Zemlji.” Unatoč dosadašnjim uspjesima, Pinilla-Alonso ističe da postoji znatan prostor za daljnja istraživanja povijesti transneptunske regije, zahvaljujući jedinstvenim spektralnim mogućnostima JWST-a.

Važnost James Webb-a

“Sada, po prvi put, možemo ne samo razlikovati slike višekomponentnih sustava kao što to čini svemirski teleskop Hubble, već i analizirati njihov sastav s preciznošću koju omogućuje jedino Webb,” rekla je. “Omogućeno nam je istraživanje procesa formiranja ovakvih binarnih objekata na dosad neviđen način.” Iako je Pinilla-Alonso inicijatorica programa DiSCo-TNOs, ona priznaje ključnu ulogu suradnje s kolegama poput de Souza Feliciano u interpretaciji nalaza i razvoju vrijednih istraživanja.

“Iznimno sam ponosna što sam mogla pružiti potrebne podatke i podršku Ani Carol(ini), izvanrednoj postdoktorskoj istraživačici na UCF-u, koja je prava predvodnica ovog istraživanja,” istaknula je Pinilla-Alonso. “S obzirom na predviđenu dugovječnost Webb teleskopa, ovo je izuzetna prilika za sljedeću generaciju istraživača da preuzme vodeću ulogu u svojim znanstvenim projektima.”

“Biti pionir u otkrivanju tako nevjerojatnih stvari zaista je uzbudljivo,” zaključila je de Souza Feliciano. “Prije svemirskog teleskpa Webb, nije bilo instrumenata sposobnih za prikupljanje informacija o tim objektima u takvom spektralnom rasponu. Presretna sam što mogu sudjelovati u eri koju je otvorio JWST.”