Detecten atmosfera en un xicotet objecte transneptuniano, més enllà de Plutó

Un xicotet objecte gelat, situat més enllà de Plutó i de l'òrbita del planeta Neptú, ha sorprés els astrònoms en revelar, durant l'ocultació d'una estrela, que posseïx una tènue atmosfera. La troballa, aconseguit gràcies a una campanya internacional liderada des del Japó i secundada per astrònoms aficionats, desafia les teories actuals sobre com els cossos xicotets del sistema solar, molt més xicotets que Plutó, poden mantindre un embolcall gasós.

Com s'ha trobat

Aprofundir en el coneixement científic d'objectes llunyans requerix estratègies molt originals i potser inesperades per al gran públic.

Per exemple, a vegades, els astrònoms observem com una estrela o part d'ella “s'oculta” breument quan un planeta, un asteroide o un altre objecte llunyà del sistema solar passa per davant d'ella. Estos fenòmens reben el nom de “ocultacions”, i els estudiem mitjançant campanyes internacionals d'observació que ens permeten detectar detalls. Per exemple, si tenen anells, satèl·lits o fins i tot atmosferes, com acaba d'ocórrer.

Utilitzem esta tècnica des de fa unes dècades per a aprendre més sobre la forma, grandària i propietats d'alguns dels cossos més allunyats del nostre sistema planetari: els objectes transneptunianos (TNO), aquells que estan més enllà de l'òrbita de Neptú.

Un nou Plutó

Fins ara, l'únic TNO amb una atmosfera detectada era Plutó, amb un tènue embolcall la pressió mitjana del qual se situa entorn de 10 microbares (μbar). És a dir, 100 000 vegades menor que la de la Terra. En les investigacions d'altres objectes situats més enllà de Neptú, amb més de 500 km de diàmetre, no s'havien trobat cobertures de gasos, però havia pogut calcular-se un “límit màxim” per a una possible atmosfera. És a dir: si existia, havia de ser extremadament tènue, amb pressions entre 1 i uns centenars de nanobares (nbar).

S'havien trobat altres casos sense explicació. Per exemple, en Makemake, objecte transneptuniano catalogat com (136472). Amb un diàmetre d'1 430 km, és un dels TNO de major grandària i sembla estar hui dia emetent metà, encara que l'origen d'eixe embolcall gasós d'hidrocarburs continua sent incert. Potser es deu al criovulcanismo? Sobretot, brinda un bon exemple dels misteris que encara amaguen centenars de cossos gelats emmagatzemats en la distant regió transneptuniana, encara que no l'últim.

Un descobriment inesperat

En 2002 es va descobrir un objecte transneptuniano amb una òrbita lleugerament excèntrica, que el situa a distàncies del Sol variables entre 34 i 44 unitats astronòmiques; és a dir, unes 40 vegades més lluny del Sol que la Terra, en mitjana. Este llunyà cos gelat, identificat provisionalment com (612533) 2002 XV93, té un diàmetre aproximat de 500 km.

La comunitat científica ha seguit a este objecte des del seu descobriment, i mai havia revelat un comportament anòmal. No obstant això, el 10 de gener de 2024 es va realitzar des del Japó una campanya per al seu seguiment en un moment en el qual s'anava a produir una ocultació estel·lar, i els resultats no van poder ser més sorprenents: va demostrar que es troba embolicat en una atmosfera fina.

Els astrònoms, liderats per Ko Arimatsu, del Observatori Astronòmic Nacional del Japó, van comprovar que l'estrela no s'ocultava sobtadament darrere del TNO, sinó que la seua llum s'atenuava progressivament, abans d'ocultar-se després de la seua silueta. Este efecte és conseqüència de la presència d'atmosfera al voltant del xicotet objecte. Arimatsu i col·laboradors han estimat que esta atmosfera és tènue però amb una pressió superficial entre 100–200 nbar, molt per damunt dels límits establits per a TNO més grans.

És una troballa rellevant perquè demostra que un TNO amb una grandària inferior al que es considera tècnicament un cos planetari (entorn d'1 000 km) pot albergar, almenys de manera transitòria, una atmosfera.

El descobriment desafia els escenaris estàndard de retenció de gasos volàtils i planteja moltes preguntes sobre la naturalesa de l'atmosfera. Com és possible que este xicotet objecte la tinga? Tal vegada manté una activitat criovolcánica contínua. O, potser, podria ser conseqüència d'un impacte recent amb un altre objecte gelat, similar a un cometa, que hauria alliberat un núvol de material volàtil que envolta al cos de manera temporal. Siga el que siga el cas, el descobriment incrementa l'interés en l'estudi d'eixos objectes distants.

Filar prim

La tècnica de les ocultacions d'estreles per TNO no és trivial. Primer cal predir amb gran precisió astrométrica quan es produiran les ocultacions; després, comprovar si l'ombra de l'objecte sobre l'estrela pot observar-se des d'alguna regió del globus terraqüi.

Els astrònoms recorrem molt sovint a la col·laboració d'aficionats, atés que per a tindre èxit en el seguiment d'estos fenòmens és necessari seguir cada ocultació des d'un gran nombre d'observatoris o llocs improvisats per a l'ocasió, distribuïts el més homogèniament possible sobre la superfície terrestre. La clau radica en el fet que puguen traçar-se moltes “cordes observacionals” que donen compte si la distància a eixe xicotet astre en concret emmascara una atmosfera, anells o, fins i tot, algun satèl·lit.

Un altre aspecte interessant d'este descobriment és que s'ha realitzat gràcies a una col·laboració professional-amateur. Amb excepció d'un telescopi professional, la resta de les observacions s'han obtingut amb telescopis portàtils de la grandària més comuna entre els aficionats, òbviament dotats amb càmeres digitals adequades per al seguiment d'estos fenòmens sobtats que requerixen una gran precisió temporal.

A pesar que l'ocultació estel·lar va ser positiva només des de tres llocs diferents, exemplifica el paper fonamental que poden tindre els astrònoms aficionats, particularment en el camp de l'estudi dels cossos menors del sistema solar.

Josep M. Blat Rodríguez, Investigador Principal del Grup de Meteorits, Cossos Menors i Ciències Planetàries, Institut de Ciències de l'Espai (ICE - CSIC)

Este article va ser publicat originalment en The Conversation. Llija el original.