JWST pozoruje Kuiperov pás: Sedna, Gonggong a Quaoar
Kuiperov pás je rozsiahla oblasť na okraji našej Slnečnej sústavy obývaná nespočetným množstvom ľadových objektov. Detekcia a charakterizácia objektov Kuiperovho pásu (KBO), niekedy označovaných ako transneptúnske objekty (TNO), viedla k novým objavom týkajúcich sa vzniku a vývoja našej Slnečnej sústavy.
Dispozícia KBO je indikátorom gravitačných prúdov, ktoré v minulosti formovali Slnečnú sústavu a odhaľujú tiež dynamickú históriu planetárnych migrácií. Štúdium telies vo vonkajších oblastiach Slnečnej sústavy je jedným z mnohých cieľov vesmírneho teleskopu Jamesa Webba (JWST). Pomocou údajov získaných Webbovým blízkym infračerveným spektrometrom (NIRSpec) pozoroval medzinárodný tím astronómov tri trpasličie planéty v Kuiperovom páse: Sedna, Gonggong a Quaoar. Tieto pozorovania odhalili niekoľko zaujímavých skutočností o ich obežných dráhach, zložení, vrátane obsahu uhľovodíkov a komplexných organických molekúl, o ktorých sa predpokladá, že sú produktom metánu ožarovaného kozmickým žiarením.
New Horizons po prelete okolo objektu Arrokoth v Kuiperovom páse vykonáva heliosférické a astrofyzikálne pozorovania. (NASA / JHUAPL / SwRI )
Naše vedomosti o transneptúnskej oblasti a Kuiperovom páse sú aj napriek pokroku v astronómii stále malé. K dnešnému dňu bola jedinou misiou študujúcou Urán a Neptún sonda Voyager 2, ktorá preletela okolo týchto ľadových gigantov v rokoch 1986 a 1989. Misia New Horizons bola navyše prvou sondou, ktorá študovala Pluto a jeho satelity (v júli 2015) a jedinou, ktorá študovala objekt v Kuiperovom páse (1. januára 2019), Arrokoth. Na telesá Kuiperovho pásu sa zameral aj JWST, ktorý študoval objekty Sedna, Gonggong a Quaoar. Tieto telesá majú priemer približne 1000 km, čo ich radí k trpasličím planétam. Sedna, Gonggong a Quaoar sú veľmi zaujímavé kvôli svojej veľkosti, obežnej dráhe a zloženiu. Aj keď sú všetky tri telesá zhruba podobné veľkosti, ich obežné dráhy sú odlišné. Sedna je vnútorný objekt Oortovho oblaku s perihéliom 76 AU a aféliom takmer 1000 AU, Gonggong je na eliptickej obežnej dráhe s perihéliom 33 AU a aféliom ~100 AU a Quaoar je na relatívne kruhovej obežnej dráhe s priemerom 43 AU. To znamená, že povrchy týchto telies sú vystavené rôznym teplotným režimom a rôznym režimom osvetlenia.
Sedna, Gonggong a Quaoar.
Pomocou údajov zístaných Webbovým prístrojom NIRSpec boli pozorované všetky tri telesá vo vlnových dĺžkach od 0,7 do 5,2 mikrometrov (μm). Ďalšie pozorovania boli vykonané pri objekte Quaoaru a to od 0,97 do 3,16 μm s použitím mriežok so stredným rozlíšením. Výsledné spektrá odhalili pomerne veľké množstvo etánu (C2H6) na všetkých troch objektoch, pričom najvýraznejšie to bolo na Sedne. Sedna tiež vykazuje prítomnosť acetylénu (C2H2) a etylénu (C2H4). Početnosť výskytu uvedených zlúčenín koreluje s obežnou dráhou (najviac ich má Sedna, menej Gonggongu a najmenej Quaoare), čo je v súlade s relatívnymi teplotami a prostredím v ktorom sa všetky tri telesá pohybujú. Tieto molekuly sú produkty priameho ožarovania metánu (CH4). Ak by bol etán (alebo aj ostatné molekuly) na povrchoch dlhší čas, boli by ožiarením premenené na ešte zložitejšie molekuly. Keďže ich ale stále pozorujeme, znemená to, že metán (CH4) musí byť na povrchy týchto objektov dopĺňaný viac menej pravidelne.
Porovnanie ôsmich najväčších TNO so Zemou. (NASA/Lexicon)
Tieto zistenia majú veľmi významné dopady pre štúdium KBO, TNO a iných objektov vo vonkajšej Slnečnej sústave. Získané údaje pomôžu pri štúdiu formovania objektov za tzv. mrazovou čiarou, ktorá predstavuje hranicu za ktorou sú všetky prchavé častice zamrznuté. V našej Slnečnej sústave zodpovedá transneptúnska oblasť dusíkovej línii, kde tu nachádzajúce sa objekty zadržiavajú veľké množstvá prchavých látok s veľmi nízkymi bodmi tuhnutia (t.j. dusík, metán a amoniak).
Zdroj: Universetoday.com