Descobert un petit objecte transneptunià amb atmosfera

Aprofundir en el coneixement científic d’objectes distants requereix d’estratègies ben originals i inesperades pel gran públic. A vegades els astrònoms fem servir ocultacions d’estels per planetes, asteroides o d’altres objectes llunyans del Sistema Solar per a establir campanyes internacionals que permeten identificar la presència d’anells, satèl·lits o atmòsferes. Aquesta tècnica porta temps aplicant-se a alguns dels objectes distants del nostre sistema planetari, aquells que són a l’anomenada regió transneptuniana, és a dir, més enllà de l’òrbita del planeta Neptú.

De fet, fins ara l'únic object transneptunià (TNO) amb una atmosfera detectada era Plutó, amb un tènue embolcall de 10 μbar. Fins ara les investigacions fetes d'altres TNOs amb més de 500 km de diàmetre no havien trobat atmosferes, només s’havien pogut establir l’existència quasibé imperceptible d’un embolcall gasós el límit superior del qual se situa entre 1 i un centenar de nanobars (nbar),. Només van establir que un dels TNOs més grans, el catalogat com (136472) Makemake i amb 1.430 km de diàmetre, sembla que està emetent  metà, tot i que l’origen del seu embolcall gasós continua sent incert. és Aquest seria un bon exemple dels misteris que encara amaguen centenars de cossos gelats emmagatzemats a la distant regió transneptuniana, tot i que no l’últim...

Un descobriment inesperat a un distant i relativament petit TNO

L’any 2002 es va descobrir un TNO amb una òrbita lleugerament excèntrica que el porta a unes distàncies al Sol entre 34 i 44 unitats astronòmiques, és a dir,  a unes quaranta vegades la distància mitjana entre la Terra i el Sol. Aquest distant objecte gelat, d’uns 500 km de diàmetre, fou catalogat de manera provisional com a (612533) 2002 XV₉₃.

El seguiment d’aquest objecte des del seu descobriment mai ha revel·lat cap comportament anòmal. Tanmateix, els resultats d’una campanya realitzada el 10 de gener de 2024 des del Japó per al seguiment d’una ocultació estel·lar per aquest TNO, mostraren que es troba embolcallat d’una atmosfera fina (Fig. 1). Els astrònoms liderats per Ko Arimatsu comprovaren que l’estel no s’ocultava sobtadament darrere del TNO sinò que la seva llum quedava progressivament esmorteïda. En conseqüència, es podia afirmar la presència d’una atmòsfera al voltant d’aquest TNO. Arimatsu i els seus col·laboradors han estimat que aquesta atmosfera és tènue però amb una pressió superficial entre 100–200 μbar, molt per sobre dels límits establerts per TNOs més grans.

Figura 1. Impressió artística de l’objecte transneptunià (612533) 2002 XV₉₃ bloquejant la llum d’una estrella llunyana (NAOJ/Ko Arimatsu)

Aquest és un descobriment rellevant pel fet que demostra que un TNO amb un tamany inferior al que es considera tècnicament un cos planetari (1.000 km) pot albergar, almenys de manera transitòria, una atmosfera. Certament el descobriment desafia els escenaris estàndard de retenció de volàtils i planteja moltes preguntes sobre la natura de l’atmosfera: potser aquest petit objecte manté una activitat criovolcànica contínua, o potser podria ser conseqüència d’un impacte recent amb un altre objecte gelat? Qualsevol que sigui la resposta, el descobriment incrementa l’interés en l’estudi d’aquests objectes distants.

Filar prim amb moltes observacions de l’ocultació

Com ens podem imaginar, la tècnica de les ocultacions d’estels per TNOs no resulta trivial. Primer cal predir les ocultacions amb una gran precisió astromètrica i després comprovar si l’ombra de l’ocultació pot observar-se des d’alguna regió del globus terraqui. Per tenir èxit en el seguiment d’aquests fenòmens, els astrònoms recorrem  molt sovint a la col·laboració dels afeccionats, perquè és precís seguir cada ocultació des d’un nombre gran d’observatoris, distribuïts el més homogèniament possible sobre la superfície terrestre,tal i com explico al meu llibre: La Terra en perill. La clau de l’èxit rau en que puguin traçar-se moltes “cordes observacionals” que donin informació si l’astre en concret amaga una atmòsfera (Figura 2), anells o, fins i tot, algun satèl·lit.

Figura 2. Projecció en pla celest de les deteccions de l’ocultació estel·lar de 2002 XV₉₃ des de tres llocs diferents (Arimatsu et al., 2026)

El més interessant d’aquest descobriment de Ko Arimatsu és que ha estat fet en el marc d’una col·laboració professional-amateur (proam) que permet multiplicar el nombre de cordes observacionals. Així doncs, el més sorprenent d’aquesta recerca és que a excepció d’un telescopi professional, la resta de les observacions han estat fetes amb telescopis portàtils de mida amateur, òbviament dotats amb càmeres digitals adients per al seguiment d’aquests fenòmens sobtats que requereixen una gran precisió temporal. Tot i ser observada l’ocultació des de només tres llocs diferents, exemplifica el paper fonamental que poden tenir els astrònoms afeccionats, particularment en el camp de l’estudi dels cossos menors del Sistema Solar.