Buiten de baan van Neptunus liggen miljoenen ijzige lichamen op de loer die Trans-Neptuniaanse Objecten worden genoemd. De meeste zijn erg klein en ontvangen weinig zonlicht, waardoor ze zwak en moeilijk te herkennen zijn. Maar een groep astronomen heeft een slimme nieuwe techniek bedacht om TNO's te vinden en ontdekte er 14 door gebruik te maken van gearchiveerde gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop, en ze hopen er nog honderden te kunnen ontdekken.
"Trans-Neptuniaanse objecten interesseren ons omdat ze bouwstenen zijn die overblijven na de vorming van het zonnestelsel", zegt hoofdauteur Cesar Fuentes.
Terwijl TNO's langzaam om de zon draaien, bewegen ze tegen de sterrenhemel en verschijnen ze als lichtstrepen in foto's met tijdopname. Het team heeft software ontwikkeld om honderden Hubble-afbeeldingen te analyseren die op zoek zijn naar dergelijke strepen. Nadat veelbelovende kandidaten waren gemarkeerd, werden de beelden visueel onderzocht om elke ontdekking te bevestigen of te weerleggen.
De meeste TNO's bevinden zich in de buurt van de ecliptica - een lijn in de lucht die het vlak van het zonnestelsel markeert (aangezien het zonnestelsel is gevormd uit een schijf van materiaal). Daarom zocht het team binnen 5 graden van de ecliptica om hun kans op succes te vergroten.
De 14 objecten bevatten één binair systeem, een beetje zoals een mini Pluto-Charon-systeem. Ze waren allemaal erg zwak, met de meeste meetgroottes van 25-27 (meer dan 100 miljoen keer zwakker dan objecten die met het blote oog zichtbaar zijn).
Bovendien konden astronomen, door hun beweging langs de hemel te meten, de baan en afstand voor elk object berekenen. Door de afstand en helderheid te combineren (plus een veronderstelde albedo of reflectiviteit), schatten ze vervolgens de grootte. De nieuwe TNO's variëren van 40 tot 100 mijl (40 tot 100 km).
In tegenstelling tot planeten, die over het algemeen zeer vlakke banen hebben (bekend als lage helling), hebben sommige TNO's banen die aanzienlijk scheef staan ten opzichte van de ecliptica (hoge helling). Het team onderzocht de grootteverdeling van TNO's met lage versus hoge hellingsbanen om aanwijzingen te krijgen over hoe de bevolking de afgelopen 4,5 miljard jaar is geëvolueerd.
Over het algemeen zijn kleinere trans-Neptuniaanse objecten de verbrijzelde overblijfselen van grotere TNO's. In miljarden jaren vallen deze objecten tegen elkaar aan en vermalen ze elkaar. Het team ontdekte dat de grootteverdeling van TNO's met lage versus hoge hellingsbanen ongeveer hetzelfde is als objecten zwakker en kleiner worden. Daarom hebben beide populaties (lage en hoge inclinatie) een vergelijkbare botsingsgeschiedenis.
Deze eerste studie onderzocht slechts een derde van een vierkante graad van de lucht, wat betekent dat er veel meer gebied te onderzoeken is. Honderden extra TNO's kunnen zich op hogere eclipticale breedtegraden schuilhouden in de archieven van Hubble. Fuentes en zijn collega's zijn van plan hun zoektocht voort te zetten.
"We hebben bewezen dat we TNO's kunnen detecteren en karakteriseren, zelfs met gegevens die voor heel andere doeleinden zijn bedoeld", aldus Fuentes.
Dit onderzoek is geaccepteerd voor publicatie in The Astrophysical Journal.
Bron: CfA
