Svemirski teleskop James Webb (JWST) potvrdio je prisutnost metana iznad površine patuljastog planeta Makemake. Riječ je o tek drugom potvrđenom slučaju plina na tijelu iza Neptuna, nakon Plutona. Nalaz upućuje na aktivne procese povezane s ledom metana na površini i u okolišu Makemakea.
U podacima Webba prepoznat je metanski signal koji nastaje kada molekule metana upiju Sunčevu svjetlost i ponovno je zrače na prepoznatljivim valnim duljinama, što je poznato kao fluorescencija. Takav spektar pokazuje da iznad površine postoji metan u plinu. Zbog ograničene spektralne razlučivosti i povišene razine šuma trenutačni podaci dopuštaju više fizički mogućih tumačenja izvora emisije.
Jedno tumačenje jest izrazito rijetka, gravitacijski vezana atmosfera u ravnoteži s površinskim ledom metana, analogna Plutonovoj, ali znatno rjeđa. Drugo tumačenje su kratkotrajni izboji, odnosno mlazovi plina koji nastaju sublimacijom ili kriovulkanskom aktivnošću. Oba su scenarija usklađena s opaženim spektrom metana i kvalitetom dostupnih mjerenja.
Kontekst i ranija opažanja
Makemake promjera je oko 1 430 km, što je približno dvije trećine Plutonova promjera. Promatranja zvjezdanih okultacija nisu pokazala postojanje značajne globalne atmosfere, premda se vrlo tanka ne može isključiti. Infracrvena opažanja, uključujući JWST, upućuju na netipična toplinska svojstva površine i leda metana te na moguća lokalizirana topla područja i povremeno otpuštanje plina.
Ako je riječ o vrlo rijetkoj, gravitacijski vezanoj atmosferi, modeli procjenjuju temperaturu plina oko 40 K (oko −233 °C) i tlak koji je približno 100 milijardi puta manji od tlaka na razini mora na Zemlji te oko milijun puta manji od tlaka u Plutonovoj atmosferi. U takvim uvjetima razmjena između površine i plina bila bi spora, ali i dalje mjerljiva preciznim promatranjima.
Alternativa: izboji i stope emisije
Ako metan dolazi iz kratkotrajnih izboja, modeli dopuštaju stope oslobađanja reda nekoliko stotina kilograma u sekundi. To je usporedivo s energičnim vodenim mlazovima na Saturnovom mjesecu Enkeladu i znatno iznad vrlo slabašne vodene pare opažene na Cereri. U tom bi slučaju emisije bile prostorno i vremenski ograničene, što može objasniti dio uočenih termalnih anomalija.
Istraživanje vodi tim instituta Southwest Research Institute (SwRI). Autori navode da je površina Makemakea bogata ledom metana te da su Webbova mjerenja potvrdila metan i iznad površine, što upućuje na aktualnu razmjenu leda i plina. U radu sudjeluju i znanstvenici iz instituta Space Telescope Science Institute (STScI) te iz Pariške zvjezdarnice (Observatoire de Paris). Sljedeći je korak precizno odrediti koji mehanizam pokreće ispuštanje plina.
Buduće JWST kampanje s višom spektralnom razlučivošću trebale bi pomoći razlučiti potječe li metan iz vrlo rijetke, vezane atmosfere ili iz lokaliziranih mlazova plina. Serije mjerenja kroz vrijeme mogle bi pokazati varijabilnost signala i eventualnu vezu s određenim regijama na površini. Makemake je, uz Pluton, jedini transneptunski objekt kod kojega je prisutnost plina potvrđena. Kombinacija Webbovih opažanja i detaljnog spektroskopskog modeliranja omogućuje preciznije razumijevanje ponašanja hlapljivih tvari, razmjene između površine i okoline te mogućeg kriovulkanizma na ledenim tijelima vanjskog Sunčeva sustava. Nalazi pružaju čvrst okvir za daljnje proučavanje srodnih objekata u Kuiperovu pojasu i njihove evolucije.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
