486958 Arrokoth może zmienić postrzeganie obiektów w Pasie Kuipera

Najnowsze odkrycie może zmienić to, co naukowcy uważają o obiektach w odległych zakątkach Układu Słonecznego. Badanie mogące wpłynąć na to jak postrzegane są komety dotyczyło obiektu Kuiper Belt Object 486958 Arrokoth zwanego snowman (bałwan)

Naukowcy z Brown University i SETI Institute odkryli, że dwupłatowy obiekt, który oficjalnie nosi nazwę Kuiper Belt Object 486958 Arrokoth i przypomina bałwana, może zawierać starożytne lody przechowywane głęboko w jego wnętrzu od czasu, gdy obiekt po raz pierwszy uformował się miliardy lat temu.

Badacze korzystając z nowego modelu, który opracowali w celu zbadania ewolucji komet, stwierdzili, że skład Arrokoth nie jest unikalny, ale że wiele obiektów z Pasa Kuipera – który leży w najbardziej oddalonych regionach Układu Słonecznego i sięga początków formowania się Układu Słonecznego około 4,6 miliarda lat temu – może również zawierać starożytne lody, z których się uformowały.

„Pokazaliśmy w naszej pracy, za pomocą dość prostego modelu matematycznego, że można utrzymać te prymitywne lody zamknięte głęboko we wnętrzach tych obiektów przez naprawdę długi czas. Większość naszej społeczności uważała, że te lody powinny zostać dawno utracone, ale teraz uważamy, że może tak nie być” – powiedział Sam Birch z Brown University.

Do tej pory naukowcy mieli trudności z ustaleniem, co dzieje się z lodem na tych kosmicznych skałach w czasie. Badanie podważa powszechnie stosowane modele ewolucji termicznej, które nie uwzględniały długowieczności lodu, który jest tak wrażliwy na temperaturę jak tlenek węgla. Model stworzony przez naukowców na potrzeby badania uwzględnia tę zmianę i sugeruje, że wysoce lotne lody w tych obiektach utrzymują się znacznie dłużej niż wcześniej sądzono.

„Twierdzimy, że Arrokoth jest tak bardzo zimny, że aby więcej lodu mogło sublimować – lub przejść bezpośrednio ze stanu stałego do gazu, pomijając fazę ciekłą w nim – gaz, w który sublimuje, musi najpierw przemieszczać się na zewnątrz przez porowate, gąbczaste wnętrze. Sztuczka polega na tym, że aby przenieść gaz, trzeba również sublimować lód, więc powstaje efekt domina: w Arrokoth robi się zimniej, mniej lodu sublimuje, mniej gazu się przemieszcza, robi się jeszcze zimniej i tak dalej. W końcu wszystko po prostu się wyłącza, przez to możemy obserwować obiekt pełen gazu, który powoli się ulatnia” – twierdzi Birch.

Naukowcy sugerują, że obiekty Pasa Kuipera mogą działać jak uśpione „bomby lodowe”, zachowując lotne gazy w swoich wnętrzach przez miliardy lat, dopóki przez zmianę orbity nie zbliżą się do Słońca, a ciepło sprawi, że staną się niestabilne. To nowe złożenie może pomóc wyjaśnić, dlaczego lodowe obiekty z Pasa Kuipera wybuchają tak gwałtownie, gdy po raz pierwszy zbliżają się do Słońca. Nagle zimny gaz w ich wnętrzu gwałtownie wzrasta i obiekty te przekształcają się w komety.

„Kluczową rzeczą jest to, że poprawiliśmy głęboki błąd w modelu fizycznym, który ludzie zakładali przez dziesięciolecia dla tych bardzo zimnych i starych obiektów. To badanie może być początkowym impulsem do ponownej oceny teorii ewolucji i aktywności wnętrza komety” – twierdzi Orkanem Umurhanem z SETI Institute.

Zdaniem naukowców badanie to podważa istniejące założenia i otwiera nowe możliwości zrozumienia natury komet i ich pochodzenia. Birch i Umurhan są współbadaczami w misji NASA Comet Astrobiology Exploration Sample Return (CAESAR), której celem jest pozyskanie co najmniej 80 gramów materiału powierzchniowego z komety 67P/Churyumov-Gerasimenko i przetransportowanie go na Ziemię w celu analizy. Wyniki tego badania mogą pomóc w kierowaniu strategiami eksploracji i pobierania próbek CAESAR oraz pogłębić zrozumienie ewolucji i aktywności komet.

Emil Gołoś