Der Kuipergürtel war im Laufe des letzten Jahrzehnts eine endlose Quelle von Entdeckungen. Beginnend mit dem Zwergplaneten Eris, der erstmals 2003 von einer Umfrage des Palomar Observatory unter der Leitung von Mike Brown beobachtet wurde, wurden viele interessante Kuiper Belt Objects (KBOs) entdeckt, von denen einige in ihrer Größe mit Pluto vergleichbar sind.
Und laut einem neuen Bericht des IAU Minor Planet Center wurde ein weiterer Körper jenseits der Umlaufbahn von Pluto entdeckt. Dieser Körper, der offiziell als UZ224 2014 bezeichnet wurde, befindet sich etwa 14 Milliarden km (90 AUs oder 8,5 Milliarden Meilen) von der Sonne entfernt. Dieser Zwergplanet ist nicht nur das neueste Mitglied unserer Solarfamilie, sondern auch der am weitesten von unserer Sonne entfernte Körper mit einer stabilen Umlaufbahn.
Die Entdeckung wurde von David Gerdes, Professor für Astrophysik an der Universität von Michigan, und verschiedenen Kollegen des Dark Energy Survey (DES) gemacht - einem Projekt, das sich auf das Interamerikanische Observatorium Cerro Tololo in Chile stützt. In der Vergangenheit konzentrierte sich Gerdes 'Forschung auf die Entdeckung dunkler Energie und die Expansion des Universums.
Zu diesem Zweck hat DES in den letzten fünf Jahren etwa ein Achtel des Himmels mit der Dark Energy Camera (DECam) vermessen, einer 570-Megapixel-Kamera, die am Victor M. Blanco-Teleskop in Cerro Tololo angebracht ist. Dieses Instrument wurde von den USA in Auftrag gegeben. Energieabteilung zur Durchführung von Untersuchungen entfernter Galaxien, und Dr. Gerdes war an der Erstellung beteiligt.
Es überrascht nicht, dass mit dieser Technologie auch Entdeckungen am Rande des Sonnensystems gemacht werden konnten. Genau das forderte Gerdes vor zwei Jahren eine Gruppe von Studenten auf (im Rahmen eines Sommerprojekts). Diese Studenten untersuchten von DES zwischen 2013 und 2016 aufgenommene Bilder auf Hinweise auf sich bewegende Objekte. Seit dieser Zeit ist das Analyseteam um hochrangige Wissenschaftler, Postdocs, Doktoranden und Studenten gewachsen.
Während entfernte Sterne und Galaxien in diesen Bildern stationär erscheinen würden, tauchten entfernte TNOs im Laufe der Zeit an verschiedenen Orten auf - daher werden sie als „Transienten“ bezeichnet. Wie Dr. Gerdes in seinem UZ224 Fact Sheet 2014 erklärt, das auf seiner Homepage der University of Michigan verfügbar ist:
„Um Transienten zu identifizieren, haben wir eine Technik verwendet, die als„ Differenzbildgebung “bekannt ist. Wenn wir ein neues Bild aufnehmen, subtrahieren wir ein Bild desselben Himmelsbereichs, das in einer anderen Nacht aufgenommen wurde. Objekte, die sich nicht ändern, verschwinden in dieser Subtraktion, und wir haben nur noch die Transienten ... Dieser Prozess liefert Millionen von Transienten, aber nur etwa 0,1% von ihnen erweisen sich als entfernte Kleinplaneten. Um sie zu finden, müssen wir „die Punkte verbinden“ und bestimmen, welche Transienten in verschiedenen Nächten an verschiedenen Positionen tatsächlich dasselbe sind. Es gibt viele Punkte und VIELE weitere Möglichkeiten, sie zu verbinden. “
Dies war ein schwieriger Prozess. Das Team benötigte nicht nur Tausende von Computern bei Fermilab, um die Hunderte von Terabyte an Daten zu verarbeiten, sondern musste auch spezielle Programme schreiben, um dies zu tun. Gerdes und seine Kollegen waren auch auf die Hilfe der Professoren Masao Sako und Gary Bernstein von der University of Pennsylvania angewiesen, die die wichtigsten Durchbrüche beisteuerten, die es ihnen ermöglichten, über das gesamte Untersuchungsgebiet eine Differenzbildgebung durchzuführen.
Am Ende wurden Dutzende neuer transneptunischer Objekte (TNOs) entdeckt, eines davon war 2014 UZ224. Ihren Beobachtungen zufolge könnte sein Durchmesser zwischen 350 und 1200 km liegen, und es dauert 1.136 Jahre, um eine einzelne Umlaufbahn unserer Sonne zu vollenden. Aus Gründen der Perspektive hat Pluto einen Durchmesser von 2370 km und eine Umlaufzeit von 248 Jahren.
Stephanie Hamilton, eine Doktorandin an der University of Michigan, war persönlich an dem Projekt beteiligt. Ihre Aufgabe war es, die Größe von 2014 UZ224 zu bestimmen, was allein aufgrund erster Beobachtungen schwierig war. Wie sie dem Space Magazine per E-Mail sagte:
„Die Helligkeit des Objekts im sichtbaren Licht hängt sowohl von seiner Größe als auch von seiner Reflexion ab. Sie können also eine dieser Eigenschaften nicht eindeutig bestimmen, ohne einen Wert für die andere anzunehmen. Glücklicherweise gibt es eine Lösung für dieses Problem: Die Wärme, die das Objekt abgibt, ist auch proportional zu seiner Größe. Wenn wir also zusätzlich zu den optischen Messungen eine Wärmemessung erhalten, können wir die Größe und Albedo (das Reflexionsvermögen) des Objekts berechnen, ohne dass dies erforderlich ist nehme das eine oder andere an.
„Mit dem Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) in Chile konnten wir ein Bild unseres Objekts bei einer thermischen Wellenlänge erhalten. Ich arbeite daran, alle unsere Daten zusammenzufassen, um die Größe und Albedo zu bestimmen, und wir gehen davon aus, dass wir etwa Mitte November ein Papier über unsere Ergebnisse einreichen werden. “
Aber wie bei allen Dingen, die mit „Zwergplaneten“ zu tun haben, gab es einige Meinungsverschiedenheiten über diese Entdeckung. Angesichts der Abmessungen des Objekts gibt es einige, die sich fragen, ob das Etikett gilt oder nicht. Aber wie Gerdes auf dem Fact Sheet angibt, erfüllt dieser Körper die meisten Voraussetzungen:
„Gemäß den offiziellen IAU-Richtlinien muss ein Zwergplanet vier Kriterien erfüllen. Es muss a) die Sonne umkreisen (check!), B) kein Satellit sein (check!) C) die Nachbarschaft um seine Umlaufbahn nicht geräumt haben (check!) Und d) genug Masse haben, um rund zu sein. Es ist dieses letzte Element, das ungewiss ist, und der einzige Weg ist sicher, ein Bild zu erhalten, das detailliert genug ist, um seine Form tatsächlich zu sehen. Trotzdem ist ein Objekt mit einem Durchmesser von mehr als 400 km wahrscheinlich rund. “
Gerdes und sein Team erwarten, beschäftigt zu sein, das Papier zu verfassen, in dem ihre Ergebnisse detailliert beschrieben werden, das ALMA-Array zu verwenden, um mehr Bewertungen der UZ224-Größe von 2014 zu erhalten, und die Daten zu durchsuchen, um nach weiteren Objekten im Kuipergürtel zu suchen. Dazu gehört der sagenumwobene Planet 9, nach dem Astronomen seit Jahren suchen.
Aufgrund seiner Entfernung von der Sonne würde die Umlaufbahn von UZ224 2014 nicht durch die Anwesenheit von Planet 9 beeinflusst und ist daher nicht hilfreich. Gerdes ist jedoch optimistisch, dass die Daten den Beweis für diesen massiven Körper enthalten. Bei gegebener Zeit und viel Datenverarbeitung könnten sie es einfach finden! In der Zwischenzeit dürfte dieses neu entdeckte Objekt der Mittelpunkt vieler faszinierender Forschungen sein.
"Es ist ein interessantes Objekt für sich - entfernte Objekte wie dieses sind" kosmische Reste "von der Urscheibe, die das Sonnensystem hervorgebracht hat", schreibt Gerdes. "Indem wir sie untersuchen und mehr über ihre Verteilung, Umlaufbahnmerkmale, Größen und Oberflächeneigenschaften erfahren, können wir mehr über die Prozesse erfahren, die das Sonnensystem und letztendlich uns hervorgebracht haben."
