Duboko u hladnim i udaljenim regijama Sunčevog sustava, izvan orbite Plutona, nalaze se trans-neptunski objekti (TNO), tajanstvena tijela koja čuvaju ključne tragove o ranoj povijesti našeg planetarnog sustava. Najnovija istraživanja, provedena pomoću svemirskog teleskopa James Webb (JWST), donose dosad najdetaljniji uvid u sastav, evoluciju i međusobnu povezanost ovih ledenih svjetova, otkrivajući izvanrednu raznolikost površinskih materijala i kemijskih spojeva.

Ledeni svjetovi kao prozori u prošlost

Trans-neptunski objekti su mala, ledena tijela koja nikada nisu formirala planete. Zbog toga predstavljaju svojevrsne vremenske kapsule koje čuvaju molekularne tragove iz razdoblja formiranja Sunčevog sustava. Prema novim podacima dobivenim JWST-om, znanstvenici su po prvi put uspjeli precizno odrediti molekularne sastave površina ovih objekata, uključujući vodeni led, ugljikov dioksid, metanol i složene organske molekule.

Ovi spojevi ne samo da ukazuju na kemijske procese u ranoj fazi Sunčevog sustava, već i otkrivaju kako su uvjeti poput temperature i udaljenosti od Sunca oblikovali njihovu strukturu. Znanstvenici su identificirali tri glavne skupine TNO-a, klasificirane prema karakteristikama njihovih površinskih sastava, koje su prozvali "Zdjelica", "Dvostruko udubljenje" i "Litica".

Tri različite skupine TNO-a

Prva skupina, "Zdjelica", čini oko 25% promatranih objekata i karakterizira ih visoka koncentracija kristalnog vodenog leda i tamnih, prašnjavih površina. Druga skupina, "Dvostruko udubljenje", koja obuhvaća oko 43% uzorka, pokazuje izražene tragove ugljikovog dioksida i organskih molekula. Treća skupina, nazvana "Litica", s 32% uzorka, sadrži složene organske molekule, metanol i molekule koje sadrže dušik.

Ovi podaci pružaju ključni uvid u temperaturne granice unutar protoplanetarnog diska Sunčevog sustava, gdje su različiti spojevi mogli kondenzirati i opstati. Svaka od ovih skupina odgovara specifičnim uvjetima u određenim regijama diska, što omogućuje znanstvenicima da rekreiraju scenarij formiranja ovih objekata prije nekoliko milijardi godina.

Centauri – most između TNO-a i unutarnjeg Sunčevog sustava

Dok TNO-i ostaju u udaljenim dijelovima Sunčevog sustava, neki od njih, pod utjecajem gravitacijskih interakcija, migriraju prema unutrašnjim regijama, postajući tzv. centauri. Ovi objekti, koji se nalaze između Jupitera i Saturna, predstavljaju prijelazni korak između TNO-a i kometa. Istraživanja centaura provedena paralelno s istraživanjima TNO-a otkrila su značajne razlike u njihovim površinskim karakteristikama.

Centauri pokazuju jedinstvene spektralne potpise, uključujući prisutnost prašnjavih regolitnih slojeva pomiješanih s ledom. Ove površine sugeriraju da centauri prolaze kroz značajne promjene tijekom svojih putovanja bliže Suncu, uključujući zagrijavanje, isparavanje leda i formiranje kometnih repova.

Jedinstvene površinske značajke centaura

Istraživači su primijetili da su dvije od tri klase površinskih tipova TNO-a, "Zdjelica" i "Litica", prisutne i među centaurima. Međutim, pojavila se i nova kategorija, nazvana "Plitki tip", koja nije prisutna među TNO-ima. Ova nova klasa karakterizirana je visokom koncentracijom primitivne kometarne prašine i izrazito niskom prisutnošću hlapljivih leda.

Ova otkrića sugeriraju da centauri nisu homogena skupina, već predstavljaju dinamične objekte koji prolaze kroz različite faze evolucije ovisno o njihovim orbitalnim putanjama i udaljenosti od Sunca. Njihove jedinstvene karakteristike nude ključne tragove o tome kako TNO-i migriraju, evoluiraju i konačno postaju kometi.

Nove perspektive i buduća istraživanja

Ovo istraživanje ne samo da otkriva nove detalje o kemijskom sastavu i površinskoj evoluciji TNO-a i centaura, već i otvara vrata za buduća istraživanja. Znanstvenici sada imaju precizniji uvid u molekularne procese koji oblikuju ova tijela, kao i u njihove povezanosti s protoplanetarnim diskom iz kojeg su potekli.

Rezultati sugeriraju da je ugljikov dioksid, a ne vodeni led, dominantan spoj na površinama mnogih TNO-a, što dovodi u pitanje dosadašnja shvaćanja o sastavu vanjskih dijelova Sunčevog sustava. Nadalje, spektroskopska raznolikost centaura ukazuje na potrebu za novim modelima koji mogu preciznije opisati njihove evolucijske putanje.

Uz sve preciznije instrumente poput James Webb teleskopa, znanstvenici će nastaviti istraživati ove udaljene svjetove, tražeći odgovore na pitanja o nastanku, evoluciji i budućnosti našeg Sunčevog sustava.

Izvor: University of Central Florida