Fjern rumsnemand låser op for mysteriet om, hvordan nogle sovende dybe rumobjekter bliver til isbomber

En ny undersøgelse ryster op i, hvad videnskabsmænd troede, de vidste om fjerne objekter i solsystemets fjerne rækker, begyndende med et objekt kaldet rumsnemanden.

Forskere fra Brown University og SETI Institute fandt ud af, at det dobbeltfligede objekt, som officielt hedder Kuiper Belt Object 486958 Arrokoth og ligner en snemand, kan have ældgammel is lagret dybt inde fra da objektet først blev dannet for milliarder af år siden. Men det er kun begyndelsen på deres resultater.

Ved at bruge en ny model, de udviklede til at studere, hvordan kometer udvikler sig, foreslår forskerne, at denne bedrift af udholdenhed ikke er unik for Arrokoth, men at mange objekter fra Kuiperbæltet - som ligger i de yderste områder af solsystemet og daterer sig tilbage til den tidlige tid. dannelsen af ​​solsystemet for omkring 4,6 milliarder år siden – kan også indeholde de gamle iser, de dannede med.

"Vi har vist her i vores arbejde, med en ret simpel matematisk model, at du kan holde disse primitive iser låst dybt inde i disse objekters indre i virkelig lange tider," sagde Sam Birch, en planetarisk videnskabsmand ved Brown og en af avisens medforfattere. "De fleste af vores samfund havde troet, at disse iser for længst burde være tabt, men nu tror vi, at det måske ikke er tilfældet."

Birch beskriver arbejdet i tidsskriftet Icarus med medforfatter Orkan Umurhan, seniorforsker ved SETI Institute.

Indtil nu har forskere haft svært ved at finde ud af, hvad der sker med is på disse rumsten over tid. Undersøgelsen udfordrer meget anvendte termiske evolutionære modeller, der ikke har formået at tage højde for levetiden af ​​is, der er lige så temperaturfølsom som kulilte. Den model, som forskerne har skabt til undersøgelsen, står for denne ændring og antyder, at den meget flygtige is i disse objekter holder sig meget længere, end man tidligere har troet.

"Vi siger dybest set, at Arrokoth er så super kold, at for at mere is kan sublimere - eller gå direkte fra fast til en gas, springer den flydende fase over i den - at den gas, den sublimerer ind i, først skal rejse udad gennem dens porøse, svampelignende interiør," sagde Birch. "Tricket er, at for at flytte gassen, skal du også sublimere isen, så det, du får, er en dominoeffekt:det bliver koldere i Arrokoth, mindre is sublimerer, mindre gas bevæger sig, det bliver endnu koldere, og så videre. Til sidst slukker alting effektivt, og du står tilbage med en genstand fuld af gas, der bare langsomt siver ud."

Arbejdet antyder, at Kuiper Bælt-objekter kan fungere som sovende "isbomber", der bevarer flygtige gasser i deres indre i milliarder af år, indtil kredsløbsskift bringer dem tættere på solen, og varmen gør dem ustabile. Denne nye idé kan hjælpe med at forklare, hvorfor disse iskolde genstande fra Kuiperbæltet bryder så voldsomt ud, når de først kommer tættere på solen. Pludselig bliver den kolde gas inde i dem hurtigt sat under tryk, og disse objekter udvikler sig til kometer.

"Nøglen er, at vi korrigerede en dyb fejl i den fysiske model, folk havde antaget i årtier for disse meget kolde og gamle genstande," sagde Umurhan, Birchs medforfatter på avisen. "Denne undersøgelse kunne være det første skridt til at revurdere kometens indre evolution og aktivitetsteori."

Samlet set udfordrer undersøgelsen eksisterende forudsigelser og åbner nye veje til at forstå kometernes natur og deres oprindelse. Birch og Umurhan er medforskere i NASA's Comet Astrobiology Exploration Sample Return (CAESAR)-mission for at erhverve mindst 80 gram overflademateriale fra kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko og returnere det til Jorden til analyse.

Resultaterne fra denne undersøgelse kan hjælpe med at vejlede CAESARs udforsknings- og prøveudtagningsstrategier og hjælpe med at uddybe vores forståelse af kometudvikling og aktivitet.

"Der kan meget vel være massive reservoirer af disse primitive materialer indespærret i små kroppe overalt i det ydre solsystem - materialer, der bare venter på at bryde ud for, at vi kan observere dem eller sidde i dybfrys, indtil vi kan hente dem og bringe dem hjem til Jord," sagde Birch.

Flere oplysninger: Samuel P.D. Birch et al, Retention of CO-is og gas i 486958 Arrokoth, Icarus (2024). DOI:10.1016/j.icarus.2024.116027

Journaloplysninger: Icarus

Leveret af Brown University