Ett internationellt team av astronomer har använt ESO-teleskop för att undersöka en kvarleva från det ursprungliga solsystemet. Teamet fann att det ovanliga Kuiperbältsobjektet 2004 EW95 är en kolrik asteroid, den första i sitt slag som bekräftades i de kalla yttre delarna av solsystemet. Detta konstiga föremål har troligen bildats i asteroidbältet mellan Mars och Jupiter och har kastats miljarder kilometer från sitt ursprung till sitt nuvarande hem i Kuiperbältet.

De första dagarna av vårt solsystem var en stormig tid. Teoretiska modeller för denna period förutspår att efter att gasjättarna bildades rasade de genom solsystemet, skjuter ut små steniga kroppar från det inre solsystemet till avlägsna banor på stora avstånd från solen. Särskilt, dessa modeller tyder på att Kuiperbältet – ett kallt område bortom Neptunus omloppsbana – bör innehålla en liten del av steniga kroppar från det inre solsystemet, som kolrika asteroider, kallas kolhaltiga asteroider.

Nu, en färsk artikel har presenterat bevis för den första tillförlitligt observerade kolhaltiga asteroiden i Kuiperbältet, ger starkt stöd för dessa teoretiska modeller av vårt solsystems oroliga ungdomar. Efter noggranna mätningar från flera instrument vid ESO:s Very Large Telescope (VLT), ett litet team av astronomer ledda av Tom Seccull från Queen's University Belfast i Storbritannien kunde mäta sammansättningen av det anomala Kuiper Belt Object 2004 EW95, och därmed fastställa att det är en kolhaltig asteroid. Detta tyder på att det ursprungligen bildades i det inre solsystemet och sedan dess måste ha vandrat utåt.

Den säregna karaktären hos 2004 EW95 kom först fram under rutinobservationer med NASA/ESA Hubble Space Telescope av Wesley Fraser, en astronom från Queen's University Belfast som också var medlem i teamet bakom denna upptäckt. Asteroidens reflektansspektrum – det specifika mönstret av ljusets våglängder som reflekteras från ett objekt – skilde sig från det för liknande små Kuiperbältsobjekt (KBOs), som vanligtvis har ointressanta, särdragslösa spektra som avslöjar lite information om deras sammansättning.

"Reflektionsspektrumet för 2004 EW95 var tydligt skilt från de andra observerade yttre solsystemobjekten, " förklarar huvudförfattaren Seccull. "Det såg tillräckligt konstigt ut för att vi skulle ta en närmare titt."

Teamet observerade 2004 EW95 med X-Shooter- och FORS2-instrumenten på VLT. Känsligheten hos dessa spektrografer gjorde det möjligt för teamet att få mer detaljerade mätningar av ljusmönstret som reflekterades från asteroiden och därmed sluta sig till dess sammansättning.

Dock, även med den imponerande ljussamlande kraften hos VLT, 2004 EW95 var fortfarande svår att observera. Även om föremålet är 300 kilometer tvärs över, det är för närvarande kolossala fyra miljarder kilometer från jorden, gör att samla in data från dess mörker, kolrik yta en krävande vetenskaplig utmaning.

"Det är som att observera ett gigantiskt berg av kol mot natthimlens becksvarta duk, säger medförfattaren Thomas Puzia från Pontificia Universidad Católica de Chile.

"Inte bara flyttar 2004 EW95, det är också väldigt svagt, ", tillägger Seccull. "Vi var tvungna att använda en ganska avancerad databehandlingsteknik för att få ut så mycket av datan som möjligt."

Två egenskaper hos objektets spektra var särskilt iögonfallande och motsvarade närvaron av järnoxider och fyllosilikater. Förekomsten av dessa material hade aldrig tidigare bekräftats i en KBO, och de tyder starkt på att 2004 EW95 bildades i det inre solsystemet.

Seccull avslutar:"Med tanke på 2004 EW95:s nuvarande hemvist i solsystemets isiga ytterområden, detta antyder att den har slungats ut i sin nuvarande omloppsbana av en migrerande planet i solsystemets tidiga dagar."

"Medan det har förekommit tidigare rapporter om andra 'atypiska' Kuiperbältsobjektspektra, ingen var bekräftad till denna kvalitetsnivå, " kommenterar Olivier Hainaut, en ESO-astronom som inte ingick i teamet. "Upptäckten av en kolhaltig asteroid i Kuiperbältet är en nyckelverifiering av en av de grundläggande förutsägelserna av dynamiska modeller av det tidiga solsystemet."