Wie untersucht man einen extrem kleinen Planetenkörper in den dunklen Außenbereichen unseres Sonnensystems? Lassen Sie alle Ihre Freunde aus der ganzen Welt auf ein schwer fassbares - wenn nicht kurzlebiges - besonderes Ereignis warten. Geben Sie James Elliot vom MIT ein, der mit Dutzenden von Observatorien und Astronomen auf der ganzen Welt zusammengearbeitet hat, darunter Jay Pasachoff vom Williams College in Massachusetts, um Beobachtungen des Kuiper Belt Object 55636 (auch bekannt als 2002 TX300) zu einem kleinen Körper zu machen Umlaufbahn ca. 48 AE von der Sonne entfernt. Da dieses KBO zu klein und zu weit entfernt ist, um seine Oberfläche direkt beobachten zu können, verfolgten und zeichneten die Astronomen seinen Kurs und stellten fest, wann es vor einem entfernten Stern vorbeiziehen würde.
Das KBO okkultierte oder passierte vor einem hellen Hintergrundstern, ein Ereignis, das nur 10 Sekunden dauerte. In dieser kurzen Zeit konnten die Astronomen die Größe und Albedo des Objekts bestimmen. Beide Ergebnisse waren überraschend.
55636 wurde als kleiner als bisher angenommen mit einem Durchmesser von 300 km befunden, ist jedoch stark reflektierend, was bedeutet, dass es mit frischem, weißem Eis bedeckt ist.
Die meisten bekannten KBOs haben dunkle Oberflächen aufgrund von Verwitterung im Weltraum, Staubansammlung und Beschuss durch kosmische Strahlung. Die Helligkeit des 55636 impliziert daher einen aktiven Oberflächenerneuerungsmechanismus, oder in einigen Fällen kann Süßwassereis in den Außenbereichen Milliarden von Jahren bestehen bleiben des Sonnensystems.
42 Astronomen aus 18 Observatorien in Australien, Neuseeland, Südafrika, Mexiko und den USA waren Teil der Beobachtungen, aber aufgrund des Wetters und des Timings konnten nur zwei Observatorien, beide in Hawaii, die Okkultation erkennen. In Zusammenarbeit mit Wayne Rosing koordinierte Pasachoff die Beobachtungen im globalen Teleskopnetzwerk des Las Cumbres Observatory im Haleakala-Krater auf Maui, Hawaii, das die besten Beobachtungen machte.
Pasachoff sagte dem Space Magazine jedoch, dass zwei verschiedene Blickwinkel die Möglichkeit bieten, recht genaue Messungen des KBO durchzuführen.
"Es war absolut entscheidend, die zweite Beobachtungsstelle zu haben", sagte er. „Ohne sie wir
Ich hätte nicht gewusst, wo auf einem runden oder elliptischen Körper der Akkord, die Okkultationslinie, vorbeigegangen ist, und wir hätten keine Obergrenze für die Größe des Körpers festlegen können. “
Ein Akkord in der Nähe des Randes eines riesigen Körpers kann verschwindend klein sein, fügte Pasachoff hinzu und illustrierte, warum mindestens zwei Akkorde benötigt wurden.
Obwohl die Oberflächen anderer hochreflektierender Körper im Sonnensystem, wie des Zwergplaneten Pluto und des Saturnmondes Enceladus, kontinuierlich mit frischem Eis aus der Kondensation atmosphärischer Gase oder durch Kryovulkanismus, der Wasser anstelle von Lava spuckt, erneuert werden, ist 55636 zu klein damit diese Mechanismen funktionieren.
„Das Überraschende an einem Milliarden Jahre alten Objekt, das so reflektierend ist, ist, dass es sein Reflexionsvermögen beibehält oder erneuert“, sagte Pasachoff. „Zu den Möglichkeiten gehört also, dass die Verdunkelung, von der wir wissen, dass sie im inneren Sonnensystem stattfindet, viel weniger weit entfernt ist Dort; oder das Objekt erneuert sein Eis oder seinen Frost von innen. Wir brauchen neue Beobachtungen oder mehr KBOs mit Bedeckungen, und wir brauchen mehr theoretische Arbeit. "
Dies war die erste erfolgreiche „geplante“ Beobachtung eines KBO mit der Sternokkultationsmethode. Im Jahr 2009 durchsuchte ein anderes Team viereinhalb Jahre Hubble-Daten, um die Okkultation eines extrem kleinen KBO mit einem Durchmesser von 975 Metern und einer Entfernung von satten 6,7 Milliarden Kilometern zu ermitteln.
Pasachoff und sein Team vom Williams College arbeiten seit mehreren Jahren mit Elliot und anderen Mitarbeitern des MIT sowie Amanda Gulbis vom South African Astronomical Observatory zusammen, um Pluto durch Okkultation zu untersuchen. Bei sorgfältigen Messungen der Helligkeit eines Sterns, wenn Pluto ihn versteckt oder verdeckt, haben sie gezeigt, dass sich die Atmosphäre von Pluto leicht erwärmt oder ausdehnt. Ein Hauptziel ist es nun herauszufinden, wie sich die Atmosphäre verändert. Dies ist besonders wichtig für das Raumschiff New Horizons auf dem Weg nach Pluto.
Pasachoff sagte, er wisse, dass die Albedo von 55636 hell sein würde, war aber überrascht, wie hell sie war. Es wird angenommen, dass die Ursprünge dieses Objekts auf einer Kollision beruhen, die vor einer Milliarde Jahren zwischen einem der drei bekannten Zwergplaneten im Kuipergürtel, Haumea, und einem anderen Objekt stattfand, bei dem Haumeas eisiger Mantel in etwa ein Dutzend kleinere Körper zerbrach. einschließlich 55636.
"Mike Brown (KBO und Zwergplanetenjäger von Caltech) sagte mir letztes Jahr vor den Beobachtungen, dass das Objekt reflektierend sein würde, da es zur Familie Haumea gehört und Haumea selbst eine hohe Albedo hat", sagte Pasachoff.
Pasachoff arbeitete letztes Jahr mit Brown und seinem Team zusammen, um die gegenseitigen Bedeckungen der Transite von Haumea mit seinem Mond Namaka mithilfe des Palomar-5-Meter-Teleskops zu erfassen. Angesichts der schnellen Rotationsperiode von Haumea gelang es ihnen jedoch nicht, den äußerst geringen Effekt zu erkennen .
Elliot nutzte die Okkultationsmethode, um die Ringe des Uranus vor Jahrzehnten zu entdecken, und setzt sich weiterhin für diese Methode ein.
Pasachoff sagte, die jüngste Beobachtung von 55636 sei sehr lohnend. "Es war eine unglaubliche Beobachtung, und ich war sehr erfreut, ein Teil davon zu sein." Er sagte. "Ich bin stolz darauf, dass alle drei Grafiken im Nature-Artikel und beide erfolgreichen Beobachtungen von unserem Williams College-Team arrangiert oder erstellt wurden."
Er fügte hinzu, dass jede solche Beobachtung mindestens diese vier Elemente umfasst: astrometrische Vorhersagen, Beobachtungen, Datenreduktion, Interpretation.
"Wir hatten großes Glück und waren daran interessiert, mit Beobachtungen erfolgreich zu sein", sagte Pasachoff. „Es ist jedoch wichtig anzumerken, dass Jim Elliot und seine Kollegen am MIT und am Lowell Observatory seit Jahren daran arbeiten, die Vorhersagemethoden zu verfeinern, um sie für diesen Zweck genau genug zu machen. Und dieses Ereignis war das erste Mal, dass die Vorhersagen genau genug waren, um die von uns zusammengestellte umfassende Teleskoppresse zu verdienen. Dass wir das Ereignis in der Nähe des Zentrums der Vorhersage für den Start aufgegriffen haben, ist ein Verdienst des Astrometrieteams. “
Hinweis: Dieser Artikel wurde am 20.06. Aktualisiert.
Quellen: Williams College (und E-Mail-Austausch mit Jay Pasachoff), MIT, BBC, Nature
