Bild
https://webbtelescope.org/ En
konstnärs koncept av Centaur 29P/Schwassmann-Wachmann 1:s utgasningsaktivitet.
Kentaurer (asteroider) är avlägsna objekt som
kretsar runt solen mellan Jupiter och Neptunus. NASA:s James Webb Space
Telescope har kartlagt gaser som kommer från ett av dessa objekt (Centaur 29P) resultatet tyder på en varierad sammansättning av gasen och ger nu nya
insikter om hur solsystemet bildades och utvecklades. Dessa små isiga objekt kallade
centaurer befinner sig i en övergångsfas och har varit föremål för
olika studier av forskare som försöker förstå deras sammansättning, orsakerna
bakom deras utgasningaktivitet - förlusten av deras is som finns under ytan -
och hur de fungerar som en länk mellan ursprungliga isiga kroppar i det yttre
av solsystemet och kometer.
Ett team av forskare använde nyligen Webbsinstrument NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) för att samla in data om
Centaur 29P/Schwassmann-Wachmann 1, ett objekt som är känt för sina mycket
aktiva och kvasiperiodiska utbrott av gas. Gasen varierar i intensitet var
sjätte till åttonde vecka vilket gör asteroiden till ett av de mest aktiva
objekten i det yttre av solsystemet. Det upptäcktes en stråle av kolmonoxid
(CO) och tidigare osedda jetstrålar av koldioxid (CO2) vilket ger nya ledtrådar
till vad kentaurens kärna består av.
"Kentaurer kan betraktas som rester från vårt
planetsystems bildande. Eftersom de lagras vid mycket kalla temperaturer
bevarar de information om flyktiga ämnen från de tidiga stadierna av
solsystemet, beskriver Sara Faggi vid NASA:s Goddard Space Flight Center i
Greenbelt, Maryland, och American University i Washington, DC, vilken är
huvudförfattare till studien. "Webb öppnade verkligen dörren till en betydligt
bättre upplösning i bilder och känslighet som imponerade på oss – när vi såg
datan för första gången blev vi entusiastiska. Vi hade aldrig sett något
liknande." beskriver Faggi.
Kentaurers avlägsna omloppsbanor och därav följande
ljussvaghet har tidigare hindrat detaljerade observationer. Data från tidigare
radiovåglängdsobservationer av Centaur 29P visade en jetstråle som i allmänhet
pekade mot solen (och jorden) och bestod av CO. Webb upptäckte denna jetstråle
rakt framifrån och tack vare dess stora spegel- och infraröda kapacitet söktes
efter andra kemikalier, inklusive vatten (H2O) och CO2. Det senare (CO2) är
en av de viktigaste gaserna där kol lagras i hela solsystemet. Inga tydliga
tecken på vattenånga upptäcktes i atmosfären hos 29P, vilket skulle kunna
relateras till de extremt kalla temperaturerna i kentauren.
Teleskopets unika avbildnings- och spektraldata
avslöjade aldrig tidigare skådade egenskaper: två jetstrålar av CO2 som kommer
från norr och söder, och en annan bestående av kolmonoxid (CO) som pekar mot norr. Detta var den första
definitiva upptäckten av CO2 (koldioxid) i Centaur 29P.
Baserat på de data som Webb samlat in skapade teamet
en 3D-modell av jetstrålarna för att förstå deras orientering och ursprung. De
fann genom sina datamodeller att jetstrålarna sändes ut från olika regioner av kentaurens kärna. Jetstrålarnas vinklar
antyder möjligheten att kärnan kan vara ett aggregat av distinkta objekt med
olika sammansättningar. Andra scenarier kan dock inte uteslutas.
– Det faktum att Centaur 29P har så dramatiska skillnader i mängden CO och CO2 på dess yta tyder på att 29P kan bestå av flera bitar, beskriver Geronimo Villanueva, medförfattare till studien vid NASA Goddard. – Kanske var det två delar (två mindre asteroider som smält samman) och skapade den här kentauren som är en blandning av väldigt olika kroppar som genomgick olika bildningsvägar. Det utmanar våra föreställningar om hur de första objekten skapades varav många lagrades i Kuiperbältet i solsystemets yttre.
Orsakerna till Centaur 29P:s olika ljusstyrka och mekanismerna bakom dess utgasningsaktivitet av CO och CO2 fortsätter att vara två stora intresseområden som kräver
ytterligare undersökning.
När det gäller kometer vet forskarna att deras
jetstrålar ofta drivs av utgasning av vatten (då de närmar sig solen). Men på grund av kentaurernas läge
är de för kalla för att vattenis ska kunna sublimera, vilket innebär att
karaktären på deras utgasningsaktivitet skiljer sig från kometer.
"Vi hade bara tid att titta på det här objektet
en gång, som en ögonblicksbild i tiden", beskriver Adam McKay,
medförfattare till studien vid Appalachian State University i Boone, North
Carolina. – Jag skulle vilja gå tillbaka och titta på Centaur 29P under en
mycket längre tidsperiod. Har jetstrålarna alltid den inriktningen? Finns det
kanske en till kolmonoxidstråle som slås på vid en annan punkt i
rotationsperioden? Att titta på dessa jetstrålar över tid skulle ge oss mycket
bättre insikter om vad som driver dessa utbrott."
