Webb vindt bewijs van hydrothermische processen in Eris en Makemake
De ijzige dwergplaneten Eris en Makemake hebben oppervlakken met methaanijs van onbekende oorsprong. Volgens een analyse van gegevens van de Webb Space Telescope hebben Eris en Makemake rotsachtige kernen die aanzienlijke radiogene verwarming hebben ondergaan en mogelijk nog steeds warm/heet genoeg zijn om methaan te maken.
Volgens Dr. Christopher Glein, planeetwetenschapper aan het Amerikaanse Southwest Research Institute zien ze een aantal interessante tekenen van hete tijden op koele plekken.
Omdat hun koude oppervlakken vluchtige stoffen zoals methaan kunnen vasthouden, zouden grote Kuipergordelobjecten, volgens Glein, oude oppervlakken moeten hebben die bevolkt worden door materialen die geërfd zijn van de oorspronkelijke zonnenevel.
In plaats daarvan leverde Webb een verrassing op. De onderzoekkers hebben bewijs gevonden dat wijst op thermische processen die methaan produceren binnen Eris en Makemake.
Met behulp van Webb maakten Dr. Glein en zijn collega’s de eerste waarnemingen van isotopische moleculen op de oppervlakken van Eris en Makemake.
Deze zogenaamde isotopologen zijn moleculen die atomen bevatten met een verschillend aantal neutronen. Ze leveren gegevens op die nuttig zijn bij het begrijpen van de planetair evolutie.
De astronomen bepaalden de samenstelling van de oppervlakken van de dwergplaneten, met name de verhouding deuterium (zwaar waterstof, D) tot waterstof (H) in methaan.
Er wordt aangenomen dat deuterium tijdens de oerknal is ontstaan en waterstof is het meest voorkomende element in het heelal.
De D/H-verhouding op een planetair object levert informatie op over de oorsprong, de geologische geschiedenis en de ontstaansroutes van verbindingen die waterstof bevatten.
“De gematigde D/H-verhouding die we bij Webb hebben waargenomen logenstraft de aanwezigheid van primordiaal methaan op een oud oppervlak. Oer-methaan zou een veel hogere D/H-verhouding hebben”, aldus Dr. Glein.
“In plaats daarvan wijst de D/H-verhouding op een geochemische oorsprong van methaan dat diep in het binnenste wordt geproduceerd. De D/H-verhouding is als een venster. We kunnen het in zekere zin gebruiken om in de ondergrond te kijken.”
“Onze gegevens suggereren verhoogde temperaturen in de rotsachtige kernen van deze objecten, zodat methaan kan worden opgewarmd.”
“Moleculaire stikstof (N2) zou ook geproduceerd kunnen worden en dat zien we ook op Eris.”
“Hete kernen kunnen ook wijzen op potentiële bronnen van vloeibaar water onder hun ijskoude oppervlakken.”
“Als Eris en Makemake warme, of zelfs hete geochemie in hun rotsachtige kernen hadden, of misschien nog steeds zouden kunnen herbergen, zouden cryovulkanische processen methaan aan de oppervlakken van deze dwergplaneten kunnen afleveren misschien in geologisch recente tijden,” zei Dr. Will Grundy, astronoom aan de Lowell Sterrenwacht.
De onderzoekers ebben een koolstofisotoopverhouding (13C/12C), gevonden die wijst op een relatief recente resurfacing.
Na de scheervlucht van de New Horizons langs Pluto en met deze ontdekking blijkt de Kuipergordel veel levendiger te zijn in termen van het herbergen van dynamische werelden dan astronomen zich hadden kunnen voorstellen.
Volgens de onderzoekers is het niet te vroeg om na te denken over het sturen van een ruimtesonde om langs een van deze werelden te vliegen om de Webb-gegevens in een geologische context te plaatsen. Ze vermoeden dat we versteld zullen staan van de wonderen die een ruimtesonde er zal aantreffen.
Het onderzoek is in het tijdschrift Icarus gepubliceerd.
Artikel: Christopher R. Glein et al. 2024. Moderate D/H ratios in methane ice on Eris and Makemake as evidence of hydrothermal or metamorphic processes in their interiors: Geochemical analysis. Icarus 412: 115999; doi: 10.1016/j.icarus.2024.115999
Eerste publicatie: 18 februari 2024
Bron: sci-news
