Μια νέα μελέτη ανατρέπει όσα οι επιστήμονες πίστευαν ότι γνώριζαν για τα μακρινά αντικείμενα στα πέρατα του ηλιακού συστήματος, ξεκινώντας από ένα αντικείμενο που ονομάζεται «διαστημικός χιονάνθρωπος».
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Brown και το Ινστιτούτο SETI διαπίστωσαν ότι το αντικείμενο «486958 Άρροκοθ» της Zώνης του Κάιπερ, που μοιάζει με χιονάνθρωπο, μπορεί να έχει αποθηκευμένους βαθιά μέσα του αρχαίους πάγους από την εποχή που το αντικείμενο σχηματίστηκε για πρώτη φορά πριν από δισεκατομμύρια χρόνια. Αλλά αυτό είναι μόνο η αρχή των ευρημάτων τους.
Χρησιμοποιώντας ένα νέο μοντέλο που ανέπτυξαν για να μελετήσουν τον τρόπο με τον οποίο εξελίσσονται οι κομήτες, οι ερευνητές υποδεικνύουν ότι αυτό το επίτευγμα επιμονής δεν είναι μοναδικό για τον Άρροκοθ, αλλά ότι πολλά αντικείμενα από τη ζώνη του Κάιπερ– η οποία βρίσκεται στις εξόχως απομακρυσμένες περιοχές του ηλιακού συστήματος και χρονολογείται από τον πρώιμο σχηματισμό του ηλιακού συστήματος πριν από περίπου 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια – μπορεί επίσης να περιέχουν τους αρχαίους πάγους με τους οποίους σχηματίστηκαν.
«Δείξαμε εδώ στην εργασία μας, με ένα μάλλον απλό μαθηματικό μοντέλο, ότι μπορείτε να διατηρήσετε αυτούς τους πρωτόγονους πάγους κλειδωμένους βαθιά στο εσωτερικό αυτών των αντικειμένων για πραγματικά μεγάλο χρονικό διάστημα», δήλωσε ο Sam Birch, πλανητικός επιστήμονας στο Brown και ένας από τους συν-συγγραφείς της εργασίας. «Το μεγαλύτερο μέρος της κοινότητάς μας πίστευε ότι αυτοί οι πάγοι θα έπρεπε να έχουν χαθεί για πολύ καιρό, αλλά τώρα πιστεύουμε ότι αυτό μπορεί να μην ισχύει».
Ο Birch περιγράφει την εργασία στο περιοδικό Icarus μαζί με τον συν-συγγραφέα Orkan Umurhan, ανώτερο ερευνητή στο Ινστιτούτο SETI.
Επαναξιολόγηση των θερμικών εξελικτικών μοντέλων
Μέχρι τώρα, οι επιστήμονες δυσκολεύονταν να καταλάβουν τι συμβαίνει με τους πάγους σε αυτούς τους διαστημικούς βράχους με την πάροδο του χρόνου. Η μελέτη αμφισβητεί τα ευρέως χρησιμοποιούμενα θερμικά εξελικτικά μοντέλα που απέτυχαν να εξηγήσουν τη μακροζωία των πάγων που είναι τόσο ευαίσθητοι στη θερμοκρασία όσο το μονοξείδιο του άνθρακα. Το μοντέλο που δημιούργησαν οι ερευνητές για τη μελέτη λαμβάνει υπόψη αυτή την αλλαγή και υποδηλώνει ότι οι εξαιρετικά πτητικοί πάγοι σε αυτά τα αντικείμενα παραμένουν πολύ περισσότερο απ’ ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως.
«Ουσιαστικά λέμε ότι το Άρροκοθ είναι τόσο πολύ κρύο που για να γίνει εξάχνωση περισσότερου πάγου – ή να μετατραπεί απευθείας από στερεό σε αέριο, παρακάμπτοντας την υγρή φάση στο εσωτερικό του – το αέριο στο οποίο εξαχνώνεται πρέπει πρώτα να ταξιδέψει προς τα έξω μέσα από το πορώδες, σφουγγαρόμορφο εσωτερικό του», ανέφερε ο Birch.
«Το κόλπο είναι ότι για να μετακινηθεί το αέριο, πρέπει επίσης να εξαχνωθεί ο πάγος, οπότε αυτό που έχουμε είναι ένα φαινόμενο ντόμινο: γίνεται πιο κρύο μέσα στο Άρροκοθ, λιγότερος πάγος εξαχνώνεται, λιγότερο αέριο μετακινείται, γίνεται ακόμα πιο κρύο, και ούτω καθεξής. Τελικά, όλα ουσιαστικά κλείνουν, και μένει ένα αντικείμενο γεμάτο αέριο που σιγά-σιγά βγαίνει προς τα έξω”.
«Βόμβες πάγου»
Η εργασία υποδηλώνει ότι τα αντικείμενα της ζώνης του Κάιπερ μπορούν να λειτουργήσουν ως αδρανείς “βόμβες πάγου”, διατηρώντας πτητικά αέρια στο εσωτερικό τους για δισεκατομμύρια χρόνια μέχρι οι τροχιακές μετατοπίσεις να τα φέρουν πιο κοντά στον ήλιο και η θερμότητα να τα κάνει ασταθή.
Αυτή η νέα ιδέα θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί αυτά τα παγωμένα αντικείμενα από τη ζώνη του Κάιπερ εκρήγνυνται τόσο βίαια όταν πλησιάζουν για πρώτη φορά τον ήλιο. Ξαφνικά, το ψυχρό αέριο στο εσωτερικό τους πιέζεται γρήγορα και τα αντικείμενα αυτά εξελίσσονται σε κομήτες.
«Το βασικό είναι ότι διορθώσαμε ένα βαθύ σφάλμα στο φυσικό μοντέλο που οι άνθρωποι υπέθεταν επί δεκαετίες για αυτά τα πολύ ψυχρά και παλιά αντικείμενα», δήλωσε ο Umurhan, συν-συγγραφέας του Birch στην εργασία. «Αυτή η μελέτη θα μπορούσε να αποτελέσει τον αρχικό μοχλό για την επανεκτίμηση της θεωρίας της εσωτερικής εξέλιξης και δραστηριότητας των κομητών».
Συνολικά, η μελέτη αμφισβητεί τις υπάρχουσες προβλέψεις και ανοίγει νέους δρόμους για την κατανόηση της φύσης των κομητών και της προέλευσής τους. Οι Birch και Umurhan είναι συν-ερευνητές στην αποστολή CAESAR (Comet Astrobiology Exploration Sample Return) της NASA για την απόκτηση τουλάχιστον 80 γραμμαρίων επιφανειακού υλικού από τον κομήτη «67P/Churyumov-Gerasimenko» και την επιστροφή του στη Γη για ανάλυση.
Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην καθοδήγηση των στρατηγικών εξερεύνησης και δειγματοληψίας του CAESAR, συμβάλλοντας στη βαθύτερη κατανόηση της εξέλιξης και της δραστηριότητας των κομητών.
«Μπορεί κάλλιστα να υπάρχουν τεράστιες δεξαμενές αυτών των πρωτόγονων υλικών κλειδωμένες σε μικρά σώματα σε όλο το εξωτερικό ηλιακό σύστημα – υλικά που απλά περιμένουν να εκραγούν για να τα παρατηρήσουμε ή να μείνουν σε βαθιά κατάψυξη μέχρι να τα ανακτήσουμε και να τα φέρουμε στη Γη», δήλωσε ο Birch.