Neue Forschungen haben wichtige Erkenntnisse über die eisigen Planetesimale des frühen Sonnensystems geliefert, insbesondere über transneptunische Objekte (TNOs) und Zentauren. Diese kleinen Himmelskörper entstanden in den frühen Phasen der planetarischen Entwicklung und setzen sich aus Staub- und Gaspartikeln in einer protoplanetaren Scheibe zusammen, die eine junge Sonne umgibt.
Die Studie beleuchtet die Verteilung und Evolution dieser faszinierenden Objekte und erweitert unser Verständnis von der Entstehung des äußeren Sonnensystems. Transneptunische Objekte umkreisen die Sonne jenseits von Neptun und befinden sich in Regionen wie dem Kuipergürtel und möglicherweise auch in der Oortschen Wolke. Sie variieren in der Größe, wobei einige die Dimensionen von Zwergplaneten erreichen, während andere nur Fragmente aus Stein und Eis sind.
Bekannte Beispiele sind Pluto und Eris, die ähnliche Größen haben, sowie Haumea, die für ihre längliche Form bekannt ist. Die Oberflächen dieser Objekte erscheinen oft rötlich oder dunkel, bedingt durch chemische Verbindungen, die Tholine genannt werden und durch die Wechselwirkung von ultraviolettem Licht mit ihren eisigen Zusammensetzungen entstehen.
Aufgrund ihrer großen Entfernung zur Sonne bleiben TNOs extrem kalt und bewegen sich langsam auf ihren Umlaufbahnen, wodurch sie wichtige Hinweise auf die antike Vergangenheit des Sonnensystems bewahren. Astronomen betrachten diese Objekte als Zeitkapseln, die Einblicke in die Entstehungsprozesse von Planeten und kleineren Körpern vor Milliarden von Jahren bieten.
Forscher der University of Central Florida (UCF) führten umfassende Analysen von TNOs und Zentauren mit Hilfe des James-Webb-Weltraumteleskops (JWST) durch. Sie identifizierten drei verschiedene Zusammensetzungsgruppen von TNOs, die durch Eislinienspeicher definiert sind, die bei der Entstehung des Sonnensystems vorhanden waren.
Die Fähigkeiten des JWST ermöglichten es den Wissenschaftlern, spezifische Moleküle zu identifizieren, die für die bemerkenswerte Vielfalt an Spektren, Farben und Albedo verantwortlich sind, die bei TNOs beobachtet werden. Diese Forschung stellt eine direkte Verbindung zwischen den spektralen Merkmalen der TNOs und ihren chemischen Zusammensetzungen her und verknüpft die Entstehungsbedingungen von Planetesimalen mit ihren heutigen Eigenschaften.
Zusätzlich untersuchte die Studie die Zentauren, die TNOs sind, die ihre Umlaufbahnen aufgrund gravitativer Wechselwirkungen mit Neptun verändert haben. Wenn TNOs sich der Sonne nähern, können sie kometenartige Schwänze entwickeln und sich in Zentauren verwandeln, die oft instabil in ihren aktuellen Positionen sind.
Einzigartige spektrale Signaturen von Zentauren zeigten staubige Regolithmantel auf ihren Oberflächen, was auf Anpassungen während ihrer Reise in das innere Sonnensystem hinweist. Die Forscher identifizierten drei verschiedene Gruppen basierend auf den Oberflächenzusammensetzungen, die Einblicke in die Struktur der protoplanetaren Scheibe geben.
Diese Forschung verbessert nicht nur unser Verständnis von TNOs und Zentauren, sondern eröffnet auch neue Wege für zukünftige Erkundungen. Nachdem erste Ergebnisse über die identifizierten Zusammensetzungsgruppen vorliegen, werden weitere Untersuchungen erwartet, um die Ursprünge dieser Himmelskörper zu erforschen.
Die Studie wurde durch einen Zuschuss des Space Telescope Science Institute unterstützt.