IJsbommen; dat is hoe wetenschappers inmiddels ijskoude ruimtestenen omschrijven in de Kuipergordel. Uit recent onderzoek blijkt nu echter dat sommige ‘ijsbommen’ waarschijnlijk waardevolle informatie herbergen.
Kuipergordelobject 486958 Arrokoth is niet zomaar een ruimtesteen; het object bestaat uit twee ongelijke ‘schijven’ die aan elkaar vastzitten, waardoor het object volgens wetenschappers iets weg heeft van een primitieve sneeuwpop. Inmiddels blijkt deze vergelijking een stuk verder te gaan dan eerder werd gedacht. Onderzoekers hebben namelijk recent ontdekt dat de sneeuwpop ook echt ijs bevat. Dit ijs is heel bijzonder, omdat dit waarschijnlijk afkomstig is uit het tijdperk waarin de ruimtesteen werd gevormd – miljarden jaren geleden. Hierdoor blijkt de sneeuwpop ineens dus een goudmijn voor de wetenschap te zijn: het ijs in deze ruimtestenen is vaak ijs van stoffen die snel vervliegen. Wetenschapper Sam Birch heeft meegewerkt aan het onderzoek. Hij laat weten: “Veel wetenschappers waren ervan overtuigd dat dit soort ijs al lang niet meer bestonden. Daar komen we nu op terug; we zijn ervan overtuigd dat ze nog steeds gevonden kunnen worden.” Het onderzoek is gepubliceerd in het blad Icarus.
Sublimatie
Voor het onderzoek heeft het team van Birch dus gekeken naar Arrokoth, een object in de Kuipergordel. Dit object werd voor het eerst goed bekeken toen de ruimtesonde New Horizons langsvloog. Daarbij werd er vastgesteld dat de ruimtesteen inderdaad een soort sponsachtige structuur blijkt te hebben, zoals wel vaker het geval is bij dit soort objecten. Echter werd er geen CO-gas gespot aan de buitenkant, wat volgens de wetenschappers uiterst opmerkelijk is. Uiteindelijk bleek dit door een domino-effect te komen dat plaatsvindt in de ruimtesteen zelf. Om de uitleg hiervan goed te begrijpen is het belangrijk om er eerst op te wijzen dat met ‘ijs’ niet alleen ‘waterijs’ bedoeld kan worden. Er zijn nog veel meer stoffen die veranderen in een soort ijs op het moment dat ze héél koud worden, zoals het gas koolmonoxide (CO). Dit gas heeft echter een kookpunt van -191,47 graden Celcius, wat in de praktijk betekent dat CO-ijs direct zal vervliegen tot gas op het moment dat het warmer wordt – een proces dat ook wel ‘sublimatie’ wordt genoemd.
Dan nu de uitleg van Birch wat betreft de oorzaak van het domino-effect: “in essentie hebben we ontdekt dat het binnenin Arrokoth zó koud is dat het aanwezige CO-ijs pas kan sublimeren op het moment dat het al aanwezige koude CO-gas eerst wegtrekt door de sponsachtige structuur. Echter is er hierbij sprake van een probleem: het aanwezige gas kan pas wegtrekken op het moment dat meer ijs sublimeert. Hierdoor ontstaat er dus een domino-effect: het wordt kouder in Arrokoth waardoor er minder ijs sublimeert. Omdat er minder ijs sublimeert kan het aanwezige koude gas minder goed weg, waardoor het in Arrokoth alleen maar kouder wordt. Uiteindelijk wordt het zo koud dat het hele proces vastloopt. Het resultaat hiervan is een object dat vol zit met gas dat nauwelijks weg kan.” Dit is dan ook de reden dat deze objecten inmiddels omschreven worden als ‘ijsbommen’; op het moment dat ze dichter bij de zon komen kan het gas binnenin het object ineens onder druk komen te staan, waardoor ze op gewelddadige wijze kunnen ontploffen.
Wetenschappelijke schatten
De resultaten van het onderzoek zijn bijzonder significant, omdat het CO-ijs (en gas) in Arrokoth zichzelf al miljarden jaren in stand heeft weten te houden. Bircht licht toe: “We hebben met ons onderzoek laten zien dat deze primitieve ijssoorten opgesloten kunnen zitten in KBO’s. Het is dan ook goed mogelijk dat veel primitieve stoffen (van miljarden jaren geleden, red.) uiteindelijk opgesloten zitten in objecten die zich aan de buitenkant van ons zonnestelsel bevinden.”
Mede-wetenschapper en teamlid Orkan Umurhan sluit af: “Tijdens dit onderzoek hebben we een fout opgelost in het fysieke model dat wetenschappers vaak gebruiken voor oude en koude objecten. Hierdoor zou dit onderzoek er uiteindelijk voor kunnen zorgen dat de theorieën rondom de vorming van kometen zal veranderen. Niet alleen dat; het is ook goed mogelijk dat wetenschappers nu anders gaan denken over wat er precies in zo’n ruimtesteen gebeurt.”
