Arbeiten aus dem DiSCo-Programm (Discovering the Composition of Trans-Neptunian Objects) haben die Existenz von drei Hauptgruppen von transneptunischen Objekten (TNOs) im äußeren Sonnensystem entdeckt.
Dank der spektroskopischen Fähigkeiten des James-Webb-Weltraumteleskops (JWST) zeigen diese Studien erstmals eine molekulare Zusammensetzung, die uns über die Entstehung und frühe Entwicklung von Planetesimalen in der protoplanetaren Scheibe berichtet.
Künstlerische Darstellung der Verteilung von transneptunischen Objekten in der Planetesimal-Scheibe, mit repräsentativen Spektren jeder Zusammensetzungsgruppe, die die dominanten Moleküle auf ihren Oberflächen hervorheben.
© Grafische Illustration von William D. González Sierra für das Florida Space Institute, University of Central Florida. Die TNOs, planetare Körper jenseits von Neptun, sind eisige Überreste des frühen Sonnensystems. Einige, die in die Nähe der Sonne in die Region der Riesenplaneten abgelenkt wurden, werden zu Zentauren, den Vorläufern der Kometen der Jupiter-Familie.
Die DiSCo-Studie unterscheidet drei Gruppen von TNOs nach ihrer Oberflächenzusammensetzung, die mit den "Eisrückhaltezonen" der protoplanetaren Scheibe verbunden ist. Äußere TNOs, wie die "kalten Klassiker", enthalten viel Methanol und organische Verbindungen, während diejenigen, die in der Nähe der Riesenplaneten entstanden sind, Wassereis und Silikate aufweisen.
TNOs, die in Zwischenregionen entstanden sind, sind reich an Kohlendioxid. Diese Ergebnisse stellen erstmals einen direkten Zusammenhang zwischen der Chemie der Planetesimale und ihrem Ursprung in der protoplanetaren Scheibe her.
Zentauren zeigen spektrale Signaturen, die sich von ihren transneptunischen Vorläufern unterscheiden. Beim Annähern an die Sonne wird ihre Oberfläche durch thermische Prozesse verändert.
Die Studien zeigen somit die Schlüsselrolle der dynamischen und thermischen Evolution bei der heutigen Strukturierung der kleinen eisigen Körper. Sie öffnen ein neues Fenster zur Entstehung der Planetesimale und bereichern unser Verständnis der chemischen und dynamischen Architektur des frühen Sonnensystems.
Referenzen:
Pinilla-Alonso, N., Brunetto, R., De Prá, M.N.
et al. A JWST/DiSCo-TNOs portrait of the primordial Solar System through its trans-Neptunian objects.
Nat Astron (2024).
Licandro, J., Pinilla-Alonso, N., Holler, B.J.
et al. Thermal evolution of trans-Neptunian objects through observations of Centaurs with JWST.
Nat Astron (2024).
Quelle: CNRS INSU