Hubble i Webb odkryły 27 maleńkich światów za Neptunem

Daleko za orbitą Neptuna krążą lodowe pozostałości z dzieciństwa Układu Słonecznego. Dzięki połączonym obserwacjom Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba i Kosmicznego Teleskopu Hubble’a astronomowie zbadali 27 nowych, wyjątkowo słabych obiektów transneptunowych – w tym jedne z najmniejszych, jakie kiedykolwiek zaobserwowano bezpośrednio.

*Wizja artystyczna przedstawia obiekt transneptunowy (TNO), małe, słabe, lodowe ciało krążące wokół Słońca poza orbitą Neptuna. Źródło: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)*

Najmniejszy z nich ma około 5 kilometrów średnicy. To mniej więcej pięć razy mniej, niż potrafią wykryć najczulsze teleskopy naziemne, a jego blask NASA porównuje do widoku niewielkiej grupki świetlików na Księżycu oglądanej z Ziemi.

Lodowe resztki po narodzinach planet

Obiekty transneptunowe, nazywane w skrócie TNO, to ciała krążące wokół Słońca poza orbitą Neptuna. Do tej ogromnej i zróżnicowanej populacji należą zarówno planety karłowate – jak Pluton czy Eris – jak i znacznie mniejsze, słabo widoczne bryły lodu oraz skał.

Większość małych TNO jest ponad 100 milionów razy słabsza od obiektów dostrzegalnych nieuzbrojonym okiem. Są więc trudne do zbadania nie tylko dlatego, że znajdują się bardzo daleko, lecz także dlatego, że mają niewielkie rozmiary i odbijają znikome ilości światła słonecznego.

Te odległe ciała są jednak niezwykle cenne dla planetologów. Powstały w zewnętrznych obszarach dawnego dysku protoplanetarnego i mogą przechowywać informacje o materiale, z którego ponad 4,5 miliarda lat temu tworzyły się planety.

Dwa teleskopy, jeden obraz

Po raz pierwszy do badania tej populacji wykorzystano wspólnie Hubble’a i Webba. Hubble obserwował niewielki fragment nieba w świetle widzialnym, a Webb w podczerwieni; zestawienie danych pozwoliło wyznaczyć barwy, rozmiary i parametry orbit 27 bardzo słabych TNO.

W praktyce astronomowie szukali punktów światła, które na kolejnych obrazach przesuwają się względem bardzo odległych galaktyk. Taki ruch zdradza obecność ciała należącego do Układu Słonecznego. Jego jasność i barwa niosą z kolei informacje o rozmiarze oraz właściwościach powierzchni.

Barwy działają tu jak wskazówka dotycząca składu. Nie są oczywiście pełnym odciskiem palca chemii powierzchni, ale mogą sugerować różnice w lodach, związkach organicznych i stopniu przetworzenia materiału przez promieniowanie lub zderzenia.

Zaskakująco wierne barwy

Badacze oczekiwali, że najmniejsze obiekty będą wyraźnie różnić się barwami od większych członków swoich populacji. Małe TNO powinny bowiem częściej uczestniczyć w zderzeniach, a uderzenia mogłyby odsłaniać świeży materiał lub mieszać warstwy powierzchni.

Tymczasem wyniki pokazały coś przeciwnego: małe obiekty zachowują takie same zależności barw jak ich więksi krewni. Dotyczy to zarówno dynamicznie zimnej populacji, której orbity są względnie uporządkowane, jak i dynamicznie gorącej, o bardziej nachylonych i wydłużonych orbitach.

To może oznaczać, że kolizje są rzadsze, niż przewidywano, albo że nawet po zderzeniach powierzchnie tych ciał potrafią zachować pierwotne cechy. Naukowcy podkreślają, że na razie nie rozstrzygnięto, które wyjaśnienie jest właściwe.

Za mało najmniejszych ciał

Drugi istotny wynik dotyczy liczebności obiektów. Modele powstawania planet przewidywały więcej bardzo małych TNO, niż udało się znaleźć w badanej próbce.

Co więcej, rozkłady rozmiarów dla dynamicznie zimnej i gorącej populacji okazały się zaskakująco podobne. To ważna wskazówka dla modeli opisujących ewolucję zewnętrznych obszarów Układu Słonecznego: sugeruje, że oba zbiory ciał mogły doświadczyć podobnego rodzaju procesów formowania albo fragmentacji.

Wyniki opisano w dwóch uzupełniających się artykułach opublikowanych 8 września 2026 roku w czasopiśmie The Astronomical Journal. Jedna praca skupia się na barwach i składzie powierzchni, druga na rozkładzie rozmiarów małych obiektów transneptunowych.

Co dalej?

Odkrycie pokazuje, że głębokie obserwacje wykonywane przez wielkie teleskopy mogą odsłonić populację bardzo małych światów, wcześniej praktycznie niedostępnych dla astronomów. Każdy taki obiekt jest drobnym, lecz ważnym fragmentem układanki opisującej powstanie planet i późniejsze przemiany Układu Słonecznego.

Kolejne obserwacje pomogą sprawdzić, czy niedobór najmniejszych TNO występuje także w innych rejonach nieba oraz dlaczego ich powierzchnie tak dobrze zachowały związek z większymi obiektami. Być może to właśnie te niepozorne bryły najlepiej pamiętają warunki panujące w epoce narodzin naszego systemu planetarnego.