Eis, die noch nie zuvor im Sonnensystem entdeckt wurden

Transneptunische Objekte (TNOs) bezeichnet die primitiven Kleinkörper unseres äußeren Sonnensystems, die jenseits von Neptun umkreisen. Diese Objekte, die weit entfernt von der Sonne entstanden sind, enthalten immer noch viele Informationen über ihre Entstehung vor mehr als 4 Milliarden Jahren, im Gegensatz zu Zwergplaneten wie Pluto, die möglicherweise eine bedeutende innere Entwicklung durchgemacht haben.


Die TNOs waren auch Zeugen von planetarischen Migrationsprozessen, die sie größtenteils weit weg von ihrem Entstehungsgebiet umverteilten. Bisher waren die Beobachtungen der TNOs begrenzt und lieferten nur eine sehr partielle Charakterisierung ihrer chemischen Zusammensetzung: Nur Wasser- und Methanoleis wurden auf einigen wenigen Objekten nachgewiesen.

Ein großes Beobachtungsprogramm des Weltraumteleskops James Webb hat kürzlich erstmals einen umfassenden Überblick über die TNOs gegeben. Die Beobachtungen von 59 Objekten, die mit dem NIRSpec-Instrument erhalten wurden, wurden von einem internationalen Forschungsteam analysiert, das Wissenschaftler des CNRS Terre & Univers einbezog. Die Infrarotspektren zeigen die allerersten Nachweise von CO₂ und CO-Eis auf kleinen Körpern des äußeren Sonnensystems.

Entgegen aller Erwartungen ist CO₂ sehr weit verbreitet und auf 95 % der Objekte in unterschiedlichen Anteilen vorhanden. Obwohl CO in der transneptunischen Region nicht stabil ist, wird es dennoch zusammen mit CO₂ auf 47 % der Objekte nachgewiesen. Diese Vielfalt in der Zusammensetzung, die sich sowohl durch Mengenänderungen als auch durch physikalisch-chemische Zustände des Eises ausdrückt, wird es ermöglichen, die Geschichte der TNOs nachzuzeichnen, um ihre Entstehungsorte in der protoplanetaren Scheibe zu rekonstruieren.

Während CO₂ möglicherweise von der protoplanetaren Scheibe geerbt wurde, ist CO wahrscheinlich eher durch die Interaktion der Oberfläche mit dem Sonnenwind und kosmischen Strahlen entstanden. Bemerkenswerterweise wurde auch ¹³CO₂ nachgewiesen, was die Möglichkeit eröffnet, das Isotopenverhältnis des Kohlenstoffs im äußeren Sonnensystem zu untersuchen.


Referenz:
De Prá, M.N., Hénault, E., Pinilla-Alonso, N. et al.
Widespread CO₂ and CO ices in the trans-Neptunian population revealed by JWST/DiSCo-TNOs.
Nat Astron (2024).