Astronomen hebben een opmerkelijke ontdekking gedaan aan de rand van ons zonnestelsel: een ijzig hemellichaam met een diameter van slechts 500 kilometer — minder dan een kwart van de grootte van Pluto — blijkt een dunne atmosfeer te bezitten. Dit is hoogst ongebruikelijk, aangezien objecten van deze omvang normaal gesproken niet genoeg zwaartekracht hebben om een gaslaag vast te houden.
Onverwachte vondst in de Kuipergordel
Het object, officieel bekend als 2002 XV93, beweegt zich in een elliptische baan voorbij Neptunus in de ijzige Kuipergordel. Volgens universetoday.com komt het nooit dichter bij de zon dan ongeveer 4,8 miljard kilometer. Net als Pluto staat het in een stabiele orbitale resonantie met Neptunus.
Een Japans team van onderzoekers onder leiding van Ko Arimatsu van het National Astronomical Observatory of Japan maakte de ontdekking in januari 2024. Ze volgden het object met meerdere telescopen terwijl het voor een achtergrondster langs bewoog. Wat ze zagen was verrassend: het licht van de ster werd geleidelijk zwakker voordat het volledig achter 2002 XV93 verdween, alsof het door een dunne gaslaag werd gefilterd.
Een wetenschappelijk raadsel
De ontdekking roept fundamentele vragen op. Volgens cbsnews.com zou 2002 XV93 op basis van zijn geschatte grootte niet genoeg gravitatiekracht moeten hebben om een atmosfeer langer dan ongeveer duizend jaar vast te houden. Toch lijkt het object wel degelijk een gasomhulling te bezitten.
Vervolgobservaties met NASA's James Webb Space Telescope leverden geen bewijs op voor bevroren gassen op het oppervlak van het object. Dit leidde Arimatsu en zijn collega's tot twee mogelijke verklaringen: ofwel worden de gassen uitgestoten door ijsvulkanen, ofwel heeft een komeetinslag een uitbarsting van gas veroorzaakt die uiteindelijk zal verdwijnen.
De spectrale kenmerken van het gefilterde licht wijzen op een atmosfeer die mogelijk stikstof, methaan of koolmonoxide bevat — chemische stoffen die ook in de iets dikkere atmosfeer van Pluto voorkomen. Verdere waarnemingen zijn nodig om de exacte samenstelling te verifiëren.
Scepsis en enthousiasme in de wetenschappelijke gemeenschap
Alan Stern, een planetair wetenschapper bij het Southwest Research Institute die de New Horizons-missie naar Pluto leidt, reageerde voorzichtig enthousiast. Volgens pbs.org noemde hij het "een verbazingwekkende ontwikkeling, maar het heeft dringend onafhankelijke verificatie nodig. De implicaties zijn diepgaand als dit wordt bevestigd."
Als de bevindingen worden bevestigd, zou 2002 XV93 het kleinste object in ons zonnestelsel zijn met een duidelijk gedetecteerde mondiale atmosfeer die door zwaartekracht wordt vastgehouden. Het zou ook pas het tweede hemellichaam voorbij Neptunus zijn met een atmosfeer, na alleen Pluto zelf.
Gevolgen voor ons begrip van het zonnestelsel
De ontdekking zou kunnen betekenen dat wetenschappers hun ideeën over atmosfeervorming moeten herzien. Zoals space.com, schrijven de onderzoekers dat "het traditionele idee dat mondiale dichte atmosferen alleen rond grotere planeten ontstaan, moet worden herzien."
Als 2002 XV93 inderdaad een stabiele atmosfeer kan behouden, mogelijk gevoed door uitstoot van ijsvulkanen, kunnen andere ondergewaardeerde hemellichamen in de buitenste regionen van ons zonnestelsel dat misschien ook. Dit zou de Kuipergordel transformeren van een statische, bevroren regio naar een veel dynamischer en actiever gebied dan tot nu toe werd aangenomen.
De atmosfeer van 2002 XV93 wordt geschat op vijf tot tien miljoen keer dunner dan die van de aarde, en zelfs 50 tot 100 keer ijler dan de al dunne atmosfeer van Pluto. Ondanks deze extreme dunheid blijft het bestaan ervan een wetenschappelijk mysterie dat ons begrip van kleine ijswerelden in de buitenste regionen van het zonnestelsel fundamenteel kan veranderen.
De komende jaren zullen verdere observaties moeten uitwijzen of deze opmerkelijke ontdekking standhoudt en wat dit betekent voor ons begrip van de meest afgelegen gebieden van ons planetaire systeem.