Hubble ve James Webb uzay teleskopları Güneş Sistemi'ndeki en küçük ve en uzak cisimlerden bazılarını hedef almak için iş birliği yaptı. İki yörünge gözlemevi, bu minik cisimlerin tarihinin sandığımızdan daha gizemli olduğunu ortaya çıkardı.
İki gözlemevi birlikte 27 yeni Trans-Neptün Nesnesi keşfetti. Bu TNO'ların tamamı çap olarak 25 milin, yani 40 kilometrenin altında ve en küçüğü sadece 6 mil, yani 10 kilometre çapında. Adından da anlaşılacağı üzere TNO'lar Güneş'i Neptün'ün çok ötesinden dolanıyor. Bazıları Güneş Sistemi'nin doğuşunda, gezegen oluşamayıp küçük planetesimal olarak kalan cisimler olarak orada doğdu.
Bu TNO'ların oluşumuna dair modeller, yüzey malzemelerinin çarpışmalarla karışması nedeniyle bileşimlerinin ve dolayısıyla renklerinin daha büyük TNO'lardan farklı olması gerektiğini öngörüyordu. Oysa Kuzey Arizona Üniversitesi'nden doktora adayı Anastasia Morgan ve Victoria Üniversitesi'nden doktora adayı Marielle Eduardo öncülüğündeki yeni gözlemler tam tersini buldu; küçük TNO'lar oluştukları günkü kadar bozulmamış görünüyor.
Morgan, renk ve bileşim analizini yönetti. Açıklamasında, "Yıpranıp parçalanmanın yüzey bileşimini değiştireceği bir senaryo hayal edebilirsiniz, o zaman küçük TNO'ların daha büyük kardeşlerinden farklı bir yüzey rengi görürdünüz" dedi. "En küçük cisimlerin nasıl oluştuğuna dair tarihi bir şekilde 'hatırladığını' ve koruduğunu görmek gerçekten büyüleyici."
Kuiper Kuşağı'na özgü TNO'lar Güneş'in etrafında neredeyse dairesel yörüngelerde hareket eder ve gezegenlerin de dolandığı hayali düzlem olan ekliptik düzlemle aynı hizada bulunur. Oluştuklarından beri pek yer değiştirmedikleri için dinamik olarak 'soğuk' kabul edilirler.
Diğer TNO'lar ise Uranüs ve Neptün arasında, yedinci ve sekizinci gezegenler arasında oluştu. Bu cisimler o dünyalar büyürken içine katılamadan yerçekimi rezonanslarıyla Neptün'ün çok ötesindeki bölgeye atıldı ve Güneş Sistemi düzlemine göre belirgin şekilde eğik, oldukça uzun yörüngeler üzerinde bulunan bir 'Dağınık Disk' oluşturdu. Bu tür TNO'lar dinamik olarak 'sıcak' olarak adlandırılır.
Yine de 'sıcak' TNO'lar bile yüzey bileşimlerinde herhangi bir değişikliğe direnmiş görünüyor.
Kuzey Arizona Üniversitesi'nden David Trilling, "Bu dinamik olarak sıcak TNO'lar, yörüngeleri o zamandan beri karıştırılmış olsa bile nerede doğduklarının izini koruyor" dedi.
Bu durum iki şaşırtıcı olasılıktan birine işaret ediyor. Ya Güneş'ten uzaklarda astronomların düşündüğünden çok daha az çarpışma gerçekleşiyor ki bu, dışarıdaki nesne yoğunluğu hakkındaki bilgilerimizle uyuşmuyor, ya da çarpışmalar gerçekleşiyor ancak bir nedenden ötürü küçük TNO'ların yüzeyini beklediğimiz kadar parçalamıyor.
James Webb Uzay Teleskobu'nun kızılötesi görüşü sayesinde Marielle Eduardo, TNO'ların boyut dağılımını belirleyebildi. Görünür ışıkta bir TNO'nun parlaklığı kısmen yüzeyinin yansıtıcılığına, albedo olarak adlandırılan özelliğe bağlıdır. Yansıtıcı olmayan bir bileşime sahip daha büyük bir cisim, parlak buzla kaplı daha küçük bir nesneyle aynı uzaklıkta daha soluk görünebilir.
Oysa kızılötesi dalga boylarında bir cismin parlaklığı büyük ölçüde boyutuna bağlıdır ve bu sayede 27 TNO'nun çapları doğru şekilde belirlenebildi. Şaşırtıcı biçimde, modellerin oluşumları için öngördüğünden daha az sayıda çok küçük TNO bulunuyor gibi görünüyor.
Eduardo, "Planetesimal oluşum sürecinin, erken Güneş Sistemi'nin farklı bölgelerinde oluşmalarına rağmen hem soğuk hem de sıcak popülasyonlar için aynı boyut dağılımını üretmesi çok ilginç" dedi. "Süreç, [gezegen oluşumu] diski sıcak ya da soğuk, yoğun ya da seyrek olsun, benzer planetesimal boyutları üreterek disk koşullarından etkilenmiyor gibi görünüyor."
Bu gözlemler Hubble ve JWST'nin yeteneklerini sınıra kadar zorluyor. TNO'lar son derece soluk; parlaklıkları 24,1 ile 29,3 kadir arasında değişiyor ve bu, Dünya'dan Ay'daki ateş böceği sürüsünü görmekle eşdeğer olarak tanımlanıyor. Böylece Neptün'ün ötesindeki nispeten bilinmeyen alana şimdiye kadar yapılmış en derin tarama gerçekleştirildi; bu durum, bu iki güçlü uzay teleskobunun bir araya gelmesiyle beklenen bir sonuç.
Araştırma, 8 Eylül'de The Astronomical Journal'da iki ayrı makale olarak yayımlandı; biri renk ve bileşim üzerine, diğeri TNO'ların boyut dağılımı üzerine.
