Mysterie aan de rand van ons zonnestelsel: piepklein hemellichaam heeft een atmosfeer (maar dat kan eigenlijk niet)

Ver voorbij Neptunus, in de ijskoude buitenwijken van ons zonnestelsel, hebben astronomen iets ontdekt dat eigenlijk helemaal niet kan bestaan: een miniwereld met een atmosfeer. Het object is zo klein dat het zijn gaslaag allang had moeten verliezen, volgens de gangbare theorieën althans.

De onverwachte vondst roept veel vragen op: waar komt die atmosfeer vandaan en hoe houdt die het vol in de extreme kou van de ruimte? In de buitenste schil van ons zonnestelsel draaien duizenden zogeheten trans-Neptuniaanse objecten (TNO’s) rond de zon. Dit zijn ijzige brokstukken die zich buiten de baan van Neptunus bevinden. De bekendste is Pluto, waarvan wetenschappers al eerder doorkregen dat hij wel een dunne atmosfeer heeft.

Toevalstreffer

Maar zo’n gaslaag is bij kleinere TNO’s tot nu toe nog nooit waargenomen. Logisch, want ze zijn extreem koud en hebben nauwelijks zwaartekracht. Deze combinatie maakt het vrijwel onmogelijk om een atmosfeer vast te houden. Toch besloot een team van professionele en amateurastronomen uit Japan te focussen op een dwergplaneet met de weinig poëtische naam (612533) 2002 XV93. De planetoïde heeft een diameter van ongeveer 500 kilometer. Ter vergelijking: Pluto is met zijn 2377 kilometer bijna vijf keer zo groot.

De Japanners zagen hun kans schoon op 10 januari 2024, toen 2002 XV93 precies voor een verre ster langs schoof. Zulke zeldzame gebeurtenissen geven astronomen een unieke kans om een atmosfeer op te sporen. Als een planetoïde geen atmosfeer heeft, verdwijnt het sterlicht direct zodra de ster achter het ruimteobject verdwijnt. Maar als er wel een gaslaag aanwezig is, dooft het licht langzaam uit. Dit komt doordat het licht van de ster door die atmosfeer heen schijnt en deels weerkaatst. En precies dat gebeurde.

Leestip: Uranus en Neptunus minder ijzig dan gedacht: mogelijk zijn het rotsreuzen

Mysterieuze atmosfeer

Hoofdonderzoeker Ko Arimatsu en zijn team volgden vanaf meerdere locaties in Japan het verschijnsel. Hun metingen laten weinig ruimte voor twijfel: het sterlicht werd duidelijk afgezwakt door een dunne atmosfeer rond het object. Een atmosfeer die allang verdwenen zou moeten zijn. Berekeningen laten zien dat de atmosfeer van 2002 XV93 niet langer dan duizend jaar zou kunnen overleven, tenzij die voortdurend wordt aangevuld met nieuwe gassen. In astronomische termen is dat extreem kort.

“Deze atmosfeer moet dus recent zijn ontstaan of opnieuw zijn aangevuld”, concluderen de onderzoekers dan ook. Maar hoe? Waarnemingen van de James Webb-telescoop maken het mysterie nog groter. Die vond namelijk geen bevroren gassen op het oppervlak die kunnen verdampen en op die manier een atmosfeer vormen.

Twee mogelijke verklaringen

Astronomen denken nu aan twee scenario’s. Mogelijk heeft een onbekende gebeurtenis bevroren of vloeibare gassen uit het binnenste van het object naar het oppervlak gebracht. Die stoffen zouden zo ontsnapt kunnen zijn om tijdelijk een atmosfeer te vormen. Een andere mogelijkheid is dat een komeetinslag nog in de afgelopen honderden jaren gas vrij heeft gemaakt. Tot op heden blijft het gissen welke van deze verklaringen het dichtst bij de waarheid zit. Daarvoor zijn extra waarnemingen nodig.

Wil je niets van Scientias missen? Volg Scientias op Google Discover dan zie je al onze verhalen!

Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast: