Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Uit onderzoek blijkt dat er mogelijk nog steeds oud ijs aanwezig is in verre ruimtevoorwerpen

Het linkerbeeld werd vastgelegd door de Multicolour Visible Imaging Camera (MVIC), een onderdeel van het Ralph-instrument aan boord van de New Horizons. Gefotografeerd op 1 januari 2019, slechts 7 minuten vóór zijn dichtste nadering, bevond het ruimtevaartuig zich slechts ongeveer 6700 km van het oppervlak. De eer voor deze opmerkelijke vangst gaat naar NASA, het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory en het Southwest Research Institute. De rechterafbeelding toont de orbitaal gemiddelde temperatuur op de seizoensgebonden huiddiepte van Arrokoth, berekend op basis van de 2022-methode van Umurhan et al. De schaal is in kilometers en de kijkrichting is vergelijkbaar met de afbeelding links, kijkend naar de zuidpool. Credit:NASA, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory en Southwest Research Institute

Een artikel dat onlangs is gepubliceerd in Icarus presenteert bevindingen over het Kuipergordelobject 486958 Arrokoth, en werpt nieuw licht op het behoud van vluchtige stoffen zoals koolmonoxide (CO) in zulke verre hemellichamen.



Het artikel "Retention of CO Ice and Gas Within 486958 Arrokoth", mede geschreven door Dr. Samuel Birch van Brown University en SETI Institute senior onderzoekswetenschapper Dr. Orkan Umurhan, gebruikt Arrokoth als een casestudy om voor te stellen dat veel Kuipergordelobjecten (KBO's) ) – overblijfselen uit het begin van ons zonnestelsel – zouden nog steeds hun oorspronkelijke vluchtige ijs kunnen behouden, waardoor eerdere opvattingen over het evolutionaire pad van deze oude entiteiten ter discussie worden gesteld.

Eerdere KBO-evolutiemodellen hadden hulp nodig bij het voorspellen van het lot van vluchtige stoffen in deze koude, verre objecten. Velen vertrouwden op omslachtige simulaties of gebrekkige aannames, waardoor ze onderschatten hoe lang deze stoffen zouden kunnen duren. Het nieuwe onderzoek biedt een eenvoudigere maar effectieve aanpak, waarbij het proces wordt vergeleken met hoe gas door poreus gesteente ontsnapt. Het suggereert dat KBO's zoals Arrokoth hun vluchtige ijs miljarden jaren kunnen behouden en een soort ondergrondse atmosfeer kunnen vormen die verder ijsverlies vertraagt.

"Ik wil benadrukken dat het belangrijkste is dat we een diepe fout hebben gecorrigeerd in het fysieke model dat mensen al tientallen jaren aannamen voor deze zeer koude en oude objecten", zei Umurhan. "Deze studie zou de eerste aanzet kunnen zijn voor het opnieuw evalueren van de evolutie van de komeetinterieur en de activiteitstheorie."

Ons model bestaat uit een poreuze puinhoop, bestaande uit een mix van CO en vuurvaste amorfe H2 O ijs, met specifieke porieradii 𝑟𝑝. De bovenste laag, bruin weergegeven, ondergaat in slechts één baan een thermische verwerking, waardoor in deze laag CO2 (zowel ijs als gas) verloren gaat. Onder het sublimatiefront 𝑟𝑏, weergegeven in donkerblauw, blijft het oorspronkelijke CO-ijsvolume intact. Naarmate het sublimatiefront zich in de loop van de tijd naar beneden beweegt (naar rechts in het model), wordt CO-ijs ingebed in de amorfe H2 De ijsmatrix begint te sublimeren. Het geproduceerde gas, aangegeven in lichtblauw, vult vervolgens de poriën en beweegt naar boven, weg van het sublimatiefront. Credit:SETI Instituut

Deze studie daagt bestaande voorspellingen uit en opent nieuwe wegen voor het begrijpen van de aard van kometen en hun oorsprong. De aanwezigheid van dergelijk vluchtig ijs in KBO's ondersteunt een fascinerend verhaal over deze objecten als 'ijsbommen', die komeetgedrag activeren en vertonen wanneer ze hun baan dichter bij de zon brengen.

Deze hypothese zou fenomenen als de intense uitbarstingsactiviteit van komeet 29P/Schwassmann-Wachmann kunnen helpen verklaren, waardoor mogelijk het begrip van kometen kan veranderen.

Als medeonderzoekers van het komende CAESAR-missievoorstel kiezen de onderzoekers voor een frisse benadering om de evolutie en activiteit van komeetlichamen te begrijpen. Deze studie heeft implicaties voor toekomstige verkenningen en herinnert aan de blijvende mysteries van ons zonnestelsel, die wachten om ontdekt te worden.

Meer informatie: Samuel P.D. Birch et al, Retentie van CO-ijs en gas binnen 486958 Arrokoth, Icarus (2024). DOI:10.1016/j.icarus.2024.116027

Geleverd door SETI Instituut