Ovo je zasad posljednji članak s NASA-inog sajta Svemirskog teleskopa James Webb.

Webb otkriva neobične mlazove plina koji isparava s ledenog kentaura 29P

Nadahnuti stvorenjima iz starogrčke mitologije koja su bila napola ljudi, a napola konji, kentauri se javljaju i u astronomiji: to su daleki objekti koji orbitiraju oko Sunca između staza Jupitera i Neptuna! NASA-in Svemirski teleskop James Webb je mapirao razdiobu plinova koji brizgaju u svemir s jednog od tih objekata. Njegova opažanja sugeriraju raznovrsne kemijske sastave i pružaju nove uvide u nastanak i razvoj Sunčevog sustava.

Kentauri su bivši transneptunski objekti koji su se preselili unutar Neptunove orbite usljed tananih gravitacijskih utjecaja planeta, sve u posljednjih nekoliko milijuna godina. Od njih bi na koncu mogli nastati kratkoperiodični kometi. Oni su "hibridi" u smislu da se nalaze u prijelaznoj fazi svoga orbitalnog razvoja. Mnogi od njih dijele svojstva i transneptunskih objekata (iz ledenog skladišta Kuiperovog pojasa), i kratkoperiodičnih kometa. Potonja su tijela jako izmijenjena svojim učestalim prolascima na maloj udaljenosti od Sunca.

Kako se ta mala ledena tijela nalaze u prijelaznoj orbitalnoj fazi, ona su bila predmetom različitih istraživanja kojima su znanstvenici željeli dokučiti njihov sastav, razloge zbog koji otpuštaju plinove - čime gube ledene sastojke skrivene im ispod površine - te na koji način ona povezuju praiskonska ledena tijela u vanjskom Sunčevom sustavu i već razvijene komete.

Jedan tim znanstvenika je nedavno uporabio Webbov NIRSpec kako bi dobio podatke o centauru 29P/Schwassmann-Wachmann 1 (ili kraće samo 29P), objektu koji je poznat po visokoj stopi aktivnosti i kvaziperiodičnim provalama. Aktivnost na njemu varira s periodom od 6 do 8 tjedana, što ga čini jednim od najaktivnijih objekta u vanjskom Sunčevom sustavu. Ti su istraživači pronašli jedan novi mlaz ugljikovog monoksida (CO) i dosad neviđene mlazove ugljikovog dioksida (CO2), što nam pruža uvid u prirodu jezgre toga kentaura.

"Kentaure se može smatrati dijelom ostataka iz vremena nastanka našeg planetnog sustava. Kako su bili uskladišteni na vrlo niskoj temperaturi, oni su sačuvali informacije o sadržaju volatila (lako hlapljivih tvari) koji su bili prisutni u ranim fazama razvoja Sunčevog sustava", kaže Sara Faggi, iz NASA-inog Centra za svemirske letove Goddard u Greenbeltu (am. sav. drž. Maryland) i Američkog sveučilišta u Washingtonu. Faggi je prva autorica znanstvenog rada kojim je ovo istraživanje opisano. "Uistinu smo dojmljeni Webbovom razlučivošću i osjetljivošću! Bili smo zaprepašteni njegovim podacima, jer nikada prije nismo vidjeli ništa slično tome."

Webb i mlazovi

To što su kentauri tako daleko od Sunca i to što su zbog toga vrlo blijedi, dosad je onemogućavalo provedbu detaljnih opservacija. (Orbita 29P se nalazi između Jupiterove i Saturnove. Njena velika poluos je duga oko 6 astronomskih jedinica. Za jedan obilazak oko Sunca 29P treba 14,65 godina, a za jedan okret oko osi oko 12 dana. Prim. prev.) Podaci dobiveni ranijim radiovalnim promatranjima 29P su otkrili jedan mlaz od CO, općenito usmjeren prema Suncu (i Zemlji). Webb je uočio taj prema nama usmjereni mlaz, ali je zahvaljujući svom velikom zrcalu i sposobnosti da vidi infracrvene zrake on tragao i za mnogim drugim kemijskim tvarima, poput vode (H2O) i CO2. Potonji spoj je jedan od mnoštva oblika u kojima je ugljik uskladišten diljem Sunčevog sustava. U atmosferi 29P nije uočen nikakav jasan znak prisutnosti vode, što bi moglo biti povezano s izuzetno niskom temperaturom koja vlada na tome tijelu.

Jedinstveni fotografski i spektralni podaci prikupljeni tim teleskopom, otkrivaju i neke tvorbe koje prije nisu bile viđene: dva mlaza od CO2, koji izbijaju u smjeru sjevera, odnosno juga, te još jedan mlaz od CO, koji je usmjeren prema sjeveru. To je bila prva sigurna detekcija CO2 u 29P.

Na temelju podataka dobivenih Webbom, ovi su istraživači načinili trodimenzionalni model mlazova, s ciljem da bolje shvate njihovu orijentaciju i porijeklo. Tim su modeliranjem dokučili da mlazovi bivaju emitirani iz različitih dijelova jezgre, premda se sama ta jezgra ne može razlučiti na Webbovim slikama. Kutovi pod kojima mlazovi brizgaju, ukazuju na mogućnost da je jezgra nakupina zasebnih objekata, s različitim sastavima. No, u ovom trenutku nije moguće isključiti i drukčija tumačenja.

"Činjenica da 29P pokazuje tako dramatične razlike u sadržaju CO i CO2 po svojoj površini, ukazuje na to da bi se to tijelo moglo sastojati od nekoliko komada", kaže Geronimo Villanueva, koautor spomenutog znanstvenog rada, također iz Centra Goddard. "Moguće je da su se dva objekta priljubila jedan uz drugi i tako proizvela ovog kentaura, koji je sada mješavina jako različitih tijela koja su prošla posve odvojene formacijske procese. To dovodi u pitanje naše zamisli o tome kako su praiskonski objekti nastajali i skladištili se unutar Kuiperovog pojasa." (Nije jasno zašto bi to bilo tako, osobito nakon što smo izbliza vidjeli jedno kontaktno dvojno tijelo, u samom Kuiperovom pojasu (Arrokoth)! Prim. prev.)

Ustrajno (zasad) neodgovoreno pitanje

Razlog zbog kojega 29P naglo dobiva na sjaju i mehanizam koji stoji iza otpuštanja mlazova CO i CO2 s njegove površine, nastavljaju biti dva intrigantna područja istraživanja.

U slučaju kometa, znanstvenici znaju da njihove mlazove često pogoni ispravanje vode. Međutim, zbog svog položaja, kentauri su isuviše hladni da bi na njima vodeni led mogao sublimirati, što znači da se na njima proces otpuštanja plinova mora razlikovati od onoga u kometa.

"Imali smo priliku toga kentaura pogledati samo jednom, u jednom jedinom trenutku u vremenu", kaže Adam McKay, koautor spomenutog znanstvenog rada iz Državnog sveučilišta Appalachian u Booneu (am. sav. drž. Sjeverna Carolina). "Volio bih se vratiti na 29P i pratiti ga puno duže vremena. Imaju li tamošnji mlazovi uvijek istu orijentaciju? Postoji li možda još neki mlaz od ugljikovog monoksida koji se uključi u nekom drugom trenutku tijekom vrtnje objekta? Prateći te mlazove kroz duže vremensko razdoblje, stekli bismo puno bolje uvide u to što pogoni provale na 29P."

Ovi se istraživači nadaju da će ne samo bolje shvatiti kentaura 29P, već da će iste te tehnike moći primijeniti na druge kentaure. Poboljšavajući naše ukupno razumijevanje kentaura, možemo istovremeno unaprijediti i naše razumijevanje nastanka i razvoja cijelog Sunčevog sustava.

Spomenuti znanstveni rad je objavljen u listu Priroda.

Prva slika je ilustracija koja prikazuje aktivnost mlazova na kentauru 1. (...)

(...) Kutovi pod kojima mlazovi brizgaju iz 29P sugeriraju da je to tijelo nastalo spajanjem dvaju manjih objekata.

Animacija aktivnosti na kentauru 29P se temelji na podacima dobivenima Webbovim NIRSpec-om.

NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (STScI), Sara Faggi (NASA-GSFC, American University)

https://webbtelescope.org/.../news.../2024/news-2024-130

Preuzeto sa FB