Jediný transneptuniocký objekt (TNO) s dosud detekovanou atmosférou je Pluto, který má, podle našich současných informací, průměrný tlak u povrchu 10 μbar. Pokusy o podobná odhalení atmosfér u dalších velkých (>500 km) TNO byly schopny stanovit pouze horní možnou hranici 1–100 barů. Nedávná studie hlásila emise metanového plynu u Makemake, i když jeho původ zůstává zatím nejistý.
Nyní byla zveřejněna práce, založená na sledování zákrytu v rámci pečlivě připravené pozorovací kampaně při úkazu 10. ledna 2024. Plutino (612533) 2002 XV93, jehož poloměr byl odhadován na cca 250 km, zakrýval při pohledu z Japonska hvězdu UCAC4 632-038483 (15,8 mag). Zaregistrované refrakční jevy by svědčily o přítomnosti tenké atmosféry odpovídající povrchovému tlaku 100 až 200 barů. To na první pohled řádově převyšuje dříve předpokládané hodnoty pro podobná tělesa na okraji Sluneční soustavy. Objev naznačuje, že i TNO s průměry pouhých několik set kilometrů mohou hostit, alespoň přechodně, atmosféru. Zjištění naznačují, že minimálně zlomek vzdálených ledových planet může vykazovat atmosféry, potenciálně zachovávané pokračující kryovulkanickou aktivitou nebo produkované nedávným dopadem jiného drobného ledového objektu.
Na samém okraji Sluneční soustavy tak astronomové objevili objekt, který zpochybňuje dosavadní představy o tom, jak se malé ledové světy chovají. Je relativně malý, extrémně chladný a podle současných modelů by neměl být schopen dlouhodobě udržet atmosféru. Nová pozorování ale naznačují opak. Jak je to možné a co tento nenápadný objekt prozrazuje?
Výsledky studie publikované v časopise Nature Astronomy rozšiřují naše chápání toho, jak se atmosféry ve Sluneční soustavě formují a vyvíjejí. Zároveň ukazují, že hranice toho, kde mohou existovat, nemusí být tak jasně dané, jak se dosud zdálo.
V temných končinách za oběžnou dráhou planety Neptun, kde Slunce je vidět už pouze jako jasná hvězda, narazili astronomové na objekt, který by podle dosavadních modelů neměl být schopen dlouhodobě udržet plynný obal. Nová data však naznačují, že v jeho bezprostředním okolí se přesto nachází extrémně řídká atmosféra.
Klíčovou roli sehrálo pozorování zákrytu hvězdy v roce 2024, které vedl Ko Arimatsu z Národní astronomické observatoře v Japonsku. Když objekt přešel před vzdálenou hvězdou, vědci nezaznamenali náhlý pokles jasu, který předpokládali, ale jeho pozvolné zeslabení a po vlastním zákrytu opětovné průběžné zesílení. Tento jev, trvající zhruba 1,5 sekundy před i po zákrytu, odpovídá situaci, kdy světlo prochází velmi řídkou atmosférou a částečně se v ní láme.
„Objev atmosféry u takto malého tělesa je naprostým překvapením. Ukazuje nám to, že Kuiperův pás je mnohem dynamičtější a složitější místo, než jsme si kdy dokázali představit. Naše modely budou muset projít revizí,“ řekl následně Arimatsu.
Na základě získaných dat vznikly modely naznačující přítomnost atmosféry složené pravděpodobně z látek, jako je dusík, metan nebo oxid uhelnatý – tedy podobných, jaké známe například z Pluta. Její hustota by však byla extrémně nízká, přibližně 100 až 200 nanobarů. Pro srovnání: zemská atmosféra na hladině moře je milionkrát hustší.
Právě to činí tento objev zajímavým. Nejen že ukazuje, jak citlivé jsou dnešní metody pozorování, ale zároveň otevírá otázku, jak může tak malé těleso atmosféru vůbec mít – a jak dlouho si ji dokáže udržet. Vědci proto zvažují několik možností. Jednou z nich je, že atmosféra vznikla relativně nedávno, například po srážce s jiným objektem, která uvolnila plyny z povrchu. Další hypotéza počítá s kryovulkanismem – tedy procesem, při němž z nitra tělesa unikají těkavé látky a průběžně doplňují řídký plynný obal.
Ať už je mechanismus jakýkoli, jde v tuto chvíli o jediný známý případ, kdy jsou u tak malého transneptunického objektu nalezeny důkazy o možné atmosféře. Naznačuje to, že i relativně malá tělesa mohou za určitých podmínek krátkodobě hostit plynný obal.
Výsledky studie publikované v časopise Nature Astronomy tak rozšiřují naše chápání toho, jak se atmosféry ve Sluneční soustavě formují a vyvíjejí. Zároveň ukazují, že hranice toho, kde mohou existovat, nemusí být tak jasně dané, jak se dosud zdálo. A co je potěšující z našeho, zákrytářského, pohledu? Jednou z mála možností, jak dále získávat informace v této oblasti, jsou právě zákryty hvězd tělesy Sluneční soustavy. Z parametrů popisovaného konkrétního úkazu je patrné, že sledování zákrytů v oblasti na okraji naší soustavy vyžadují většinou špičkovou techniku, ale na druhé straně připraveným štěstí přeje a v budoucnu jistě dojde i k zákrytům, na nichž se budou účastnit i jasnější hvězdy, a to dá šanci i amatérským pozorovatelům vybaveným tou správnou technikou a odpovídajícími zkušenostmi. Současně ale bude důležité, aby ani takováto pozorování nezůstala sólo měřeními jednotlivých pozorovatelů, ale byla potvrzována větším množstvím provedených kvalitních měření.