Planetoida węglista w Pasie Kuipera. Przemigrowała z wewnętrznego Układu Słonecznego [WIDEO]

Wczesne dni Układu Słonecznego były burzliwym czasem. Modele teoretyczne tego okresu przewidują, że po uformowaniu się gazowych olbrzymów, hulały one w Układzie Słonecznym wyrzucając małe skaliste ciała z wewnętrznych rejonów układu na dalekie orbity w dużych odległościach od Słońca.

Obecne modele dynamiczne ewolucji wczesnego Układu Słonecznego przewidują, że planety olbrzymy migrowały najpierw do wewnątrz, a potem na zewnątrz, zaburzając i rozpraszając obiekty w wewnętrznej części Układu Słonecznego. W konsekwencji naukowcy spodziewają się, że niewielki procent skalistych planetoid został wyrzucony na orbity w Obłoku Oorta i pasie Kuipera. W szczególności modele te sugerują, że pas Kuipera — zimny region za orbitą Neptuna — powinien zawierać niewielki odsetek skalistych ciał z wewnętrznego Układu Słonecznego, takich jak bogate w węgiel planetoidy, określano jako planetoidy węgliste (planetoidy typu C). Planetoidy węgliste zawierają pierwiastek węgiel i różne jego związki. Można je zidentyfikować na podstawie ciemnych powierzchni będących skutkiem występowania cząsteczek węgla.

Najnowsza publikacja zaprezentowała dowody na pierwszą wiarygodnie zaobserwowaną planetoidę węglistą w pasie Kuipera, dostarczając silnego wsparcia modelom teoretycznym dotyczącym trudnej młodości Układu Słonecznego. Po żmudnych obserwacjach wieloma instrumentami na należącym do ESO Bardzo Dużym Teleskopie (VLT), mały zespół astronomów, którym kierował Tom Seccull z Queen’s University Belfast w Wielkiej Brytanii, był w stanie zmierzyć skład anomalnego obiektu pasa Kuipera oznaczonego jako 2004 EW95, a tym samym ustalić, że jest to planetoida węglista. Sugeruje to, że pierwotnie uformowała się w wewnętrznym Układzie Słonecznym i musiała od tamtych czasów dokonać migracji na zewnątrz. Inne obiekty wewnętrznego Układu Słonecznego były już wcześniej wykrywane na zewnętrznych rubieżach Układu Słonecznego, ale jest to pierwsza planetoida węglista, którą znaleziono w pasie Kuipera, daleko od pierwotnego domu. 

Specyficzna natura 2004 EW95 po raz pierwszy zwróciła uwagę podczas rutynowych obserwacji należącym do NASA/ESA Kosmicznym Teleskopem Hubble’a, które prowadził Wesley Fraser, astronom z Queen’s University Belfast, który jest także członkiem zespołu odpowiedzialnego za opisywane odkrycie. Widmo odbiciowe planetoidy — specyficzny wzór długości fali świetlnej odbijanej od obiektu — był inny niż podobnych małych obiektów pasa Kuipera (KBOs - Kuiper Belt Objects), które zwykle maja mało interesujące widma bez struktur, które ujawniają niewiele informacji o ich składzie.

Widmo odbiciowe 2004 EW95 było wyraźnie inne od pozostałych obiektów obserwowanych w zewnętrznym Układzie Słonecznym. Wyglądało na tyle dziwaczne, że przyjrzeliśmy się mu bliżej.

Zespół obserwował 2004 EW95 przy pomocy instrumentów X-Shooter i FORS2 na VLT. Czułość tych spektrografów pozwoliła badaczom na uzyskanie dokładniejszych pomiarów wzorów światła odbijanych od planetoidy i ustalenie jej składu.

Jednak, nawet mimo imponującej mocy VLT  jeśli chodzi o zbieranie światła, 2004 EW95 nadal był trudny do zaobserwowania. Mimo iż obiekt mierzy 300 km, to obecnie jest w kolosalnej odległości 4 miliardów kilometrów od Ziemi, co powoduje, że zbieranie danych o ciemnej, bogatej w węgiel powierzchni jest wymagającym wyzwaniem naukowym.

To jakby obserwowanie olbrzymiej góry węgla na tle czarnego jak smoła nocnego nieba.

„Obiekt 2004 EW95 nie tylko się porusza, ale jest bardzo słaby” dodaje Seccull. „Musieliśmy użyć mocno zaawansowanych technik przetwarzania danych, aby wydobyć z nich tak dużo, jak to możliwe.”

Dwie cechy w widmie obiektu są szczególnie przyciągające wzrok i odpowiadają występowaniu tlenków żelaza i filokrzemianów. Występowanie tych materiałów nie było nigdy wcześniej potwierdzone wśród obiektów pasa Kuipera. Cechy te silnie sugerują, że 2004 EW95 uformował się w wewnętrznym rejonie Układu Słonecznego.

Seccull podsumowuje: “Obecna siedziba 2004 EW95 jest na lodowych rubieżach Układu Słonecznego. Sugeruje to, że obiekt musiał zostać przemieszczony na aktualną orbitę przez planetę migracyjną we wczesnym okresie Układu Słonecznego”.

„O ile istniały wcześniejsze raporty o innych nietypowych widmach obiektów pasa Kuipera, żaden nie został potwierdzony z taka jakością” komentuje Olivier Hainaut, astronom ESO, który nie był członkiem zespołu. „Odkrycie planetoidy węglistej w pasie Kuipera jest kluczową weryfikacją jednego z fundamentalnych przewidywań dynamicznych modeli wczesnego Układu Słonecznego.”