Bild https://science.nasa.gov En konstnärs koncept som avbildar ett transneptuniskt objekt, en liten isig kropp som kretsar runt solen bortom Neptunus bana. Dessa objekt är så små att NASAs Hubble- och Webb-teleskop bara ser dem som små ljuspunkter. NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)
För första gången använde forskare NASAs Hubble- och James Webb-rymdteleskop till att studera några av de mest avlägsna kropparna i vårt solsystem, Transneptunska objekt (TNOs). Några av dessa är de minsta och svagast lysande som någonsin setts direkt. Forskarna fann oväntat färre små TNO:er än de förväntat sig och att färgerna på dessa kroppar hade samma relationer som deras större familjemedlemmar.
Objekt som vanligtvis är små, svaglysande, iskalla objekt som kretsar runt solen bortom Neptunus bana. De flesta är mer än 100 miljoner gånger mörkare än objekt som är synliga för blotta ögat. I två kompletterande artiklar publicerade på tisdagen i The Astronomical Journal analyserade teamen färg, sammansättning och storleksfördelning för 27 nyupptäckta små, svaga TNO:er (se nedan).
Dessa små objekt erbjuder den bästa inblicken i ett tidigt stadium av planetbyggande tiden då en skiva av damm och småsten i omloppsbana runt solen samlade till planeter men var materia ännu inte hade smält samman till fullstora planeter. Bortom Neptunus inträffade aldrig detta andra stadium (sammansmältningen) utan och lämnade kvar en frusen population av materia som aldrig blev annat än små bitar.
I den djupaste TNO-undersökningen hittills undersökte team ledda av doktorander från University of Victoria i Kanada, under ledning av National Research Council of Canada, och Northern Arizona University i Flagstaff en himmelsfläck samtidigt med Hubble, observerade TNOs i synligt ljus och Webb, som observerade i infrarött ljus. Forskarteamet mätte objektens färger, som är som ett fingeravtryck av ytans sammansättning, samt deras storlekar och bestämde deras banor.
I de samordnade observationerna studerade teamen två olika typer av TNO:er. De första, dynamiskt kallade "cold" TNO:erna, befinner sig på sina ursprungliga, relativt cirkulära banor runt solen i solsystemets plan. Den andra typen, dynamiskt "hot" TNO:er, bildades mellan de nuvarande platserna för Uranus och Neptunus men pressades ut där de är idag finns när de yttre gasjättarna migrerade tidigt i solsystemets historia. Idag befinner de sig i starkt elliptiska banor och rör sig in och ut ur planet i vårt solsystem. Både de "hot" och "cold" populationerna verkar behålla samma färger som när de bildades, med liten förändring sedan solsystemets födelse.
Webb-data gjorde det också möjligt för forskare att mäta antalet objekt av varje storlek. De fann att de övergripande storleksfördelningarna för båda populationerna var förvånansvärt lika.
"Det är mycket intressant att processen med planetesimalbildning ger samma storleksfördelning för både cold och hot populationer, trots att de bildades i olika regioner i det tidiga solsystemet. Processen verkar vara okänslig för diskförhållanden och ger liknande planetesimalstorlekar oavsett om skivan är varm eller kall, tät eller fluffig," beskriver doktoranden Marielle Eduardo vid University of Victoria, som ledde studien om storleksfördelning.
Forskarna fann också färre av dessa mycket små kroppar än de förväntade sig baserat på vissa planetbildningsmodeller. Webb upptäckte 27 nya, anmärkningsvärt svaga TNO:er, en så svag att den motsvarar att stå på jorden och se en liten svärm eldflugor på månen. Den minsta de observerade har en diameter på cirka 5 kilometer vilket är ungefär fem gånger mindre än vad som är möjligt att upptäcka med de mest känsliga markbaserade teleskopen.
"Det är mycket intressant att processen med planetsimalbildning ger samma storleksfördelning för både kalla och heta populationer, trots att de bildades i olika regioner i det tidiga solsystemet. Processen verkar vara okänslig för diskförhållanden och ger liknande planetesimalstorlekar oavsett om skivan är varm eller kall tät, eller fluffig," beskriver doktoranden Marielle Eduardo vid University of Victoria, som ledde studien om storleksfördelning och som kan läsas här.





