Illustratie van de kunstenaar van de 10e planeet en de maan. Afbeelding tegoed: Caltech. Klik om te vergroten.
De nieuw ontdekte 10e planeet, 2003 UB313, lijkt steeds meer op een van de belangrijkste spelers van het zonnestelsel. Het heeft het gewicht van een echte planeet (volgens de laatste schattingen is het ongeveer 20 procent groter dan Pluto), een pakkende codenaam (Xena, naar de tv-krijgerprinses) en een eigen Guinness Book-achtig record (op ongeveer 97 astronomische eenheden - of 9 miljard mijl van de zon - het is het verste gedetecteerde object van het zonnestelsel). En astronomen van het California Institute of Technology en hun collega's hebben nu ontdekt dat het een maan heeft.
De maan, 100 keer zwakker dan Xena en eens in de paar weken in een baan om de planeet, werd op 10 september 2005 gezien met de 10 meter lange Keck II-telescoop bij de W.M. Keck Observatory in Hawaii door Michael E. Brown, hoogleraar planetaire astronomie, en zijn collega's bij Caltech, de Keck Observatory, Yale University en de Gemini Observatory in Hawaii. Het onderzoek is mede gefinancierd door NASA. Een paper over de ontdekking werd op 3 oktober ingediend bij Astrophysical Journal Letters.
"Sinds de dag dat we Xena ontdekten, was de grote vraag of het een maan had of niet", zegt Brown. "Een maan hebben is gewoon inherent cool - en het is iets dat de meeste zichzelf respecterende planeten hebben, dus het is goed om te zien dat deze dat ook doet."
Brown schat dat de maan, bijgenaamd "Gabrielle" - na de fictieve sidekick van Xena - minstens een tiende van de grootte van Xena is, waarvan wordt aangenomen dat deze ongeveer 2700 km in diameter is (Pluto is 2274 km), en kan worden ongeveer 250 km doorsnee.
Om Gabrielle's maat nauwkeuriger te kennen, moeten de onderzoekers de samenstelling van de maan kennen, die nog niet is bepaald. De meeste objecten in de Kuipergordel, het enorme stuk miniplanetten dat zich uitstrekt van voorbij Neptunus tot in de verre randen van het zonnestelsel, zijn ongeveer half gesteente en half waterijs. Aangezien een half gesteente, halfijsoppervlak een redelijk voorspelbare hoeveelheid zonlicht weerkaatst, kan een algemene schatting worden gemaakt van de grootte van een object met die compositie. Zeer ijzige objecten reflecteren echter veel meer licht en zullen dus helderder en dus groter lijken dan rotsachtige objecten van vergelijkbare grootte.
Verdere waarnemingen van de maan met NASA's Hubble-ruimtetelescoop, gepland voor november en december, zullen Brown en zijn collega's in staat stellen Gabrielle's exacte baan rond Xena vast te stellen. Met die gegevens kunnen ze de massa van Xena berekenen met behulp van een formule die zo'n 300 jaar geleden door Isaac Newton is bedacht.
"Een combinatie van de afstand van de maan tot de planeet en de snelheid waarmee deze over de planeet gaat, vertelt je heel precies wat de massa van de planeet is", legt Brown uit. 'Als de planeet erg massief is, zal de maan heel snel rondgaan; als het minder massief is, zal de maan langzamer reizen. Het is de enige manier waarop we ooit de massa van Xena kunnen meten, omdat het een maan heeft. '
De onderzoekers ontdekten Gabrielle met het onlangs in gebruik genomen Laser Guide Star Adaptive Optics-systeem van Keck II. Adaptieve optica is een techniek die de vervaging van atmosferische turbulentie wegneemt en zo scherpe beelden creëert als met ruimtetelescopen zou worden bereikt. Met het nieuwe lasergeleidersysteem kunnen onderzoekers een kunstmatige "ster" creëren door een laserstraal op een laag van de atmosfeer ongeveer 75 mijl boven de grond te laten stuiteren. Heldere sterren in de buurt van het object van belang worden gebruikt als referentiepunt voor de adaptieve optische correcties. Aangezien er van nature geen heldere sterren worden gevonden in de buurt van Xena, zou adaptieve optische beeldvorming onmogelijk zijn geweest zonder het lasersysteem.
"Met Laser Guide Star Adaptive Optics krijgen waarnemers niet alleen meer resolutie, maar wordt het licht van verre objecten geconcentreerd over een veel kleiner gebied van de hemel, waardoor vage detecties mogelijk zijn", zegt Marcos van Dam, wetenschapper op het gebied van adaptieve optica bij de W.M. Keck Observatory en tweede auteur op het nieuwe papier.
Het nieuwe systeem stelde Brown en zijn collega's ook in staat om in januari rond 2003 EL61 een kleine maan te observeren, met de codenaam "Santa", een ander groot nieuw Kuiper Belt-object. Rond 2005 werd geen maan gezien FY9 - of "Easterbunny" - het derde van de drie grote Kuipergordel-objecten die onlangs door Brown en zijn collega's werden ontdekt met behulp van de 48-inch Samuel Oschin-telescoop op Palomar Observatory. Maar de aanwezigheid van manen rond drie van de vier grootste objecten van de Kuipergordel - Xena, Santa en Pluto - daagt conventionele ideeën uit over hoe werelden in deze regio van het zonnestelsel satellieten verwerven.
Eerder geloofden onderzoekers dat Kuipergordel-objecten manen verkregen door een proces dat zwaartekrachtvangst wordt genoemd, waarbij twee voorheen afzonderlijke objecten te dicht bij elkaar bewogen en vast kwamen te zitten in elkaars zwaartekrachtomhelzing. Dit werd verondersteld waar te zijn voor de kleine bewoners van de Kuipergordel, maar niet voor Pluto. Pluto's enorme, dicht bij elkaar draaiende maan, Charon, brak miljarden jaren geleden de planeet af, nadat hij door een ander Kuipergordel-object was verpletterd. De manen van Xena en Santa lijken het best te worden verklaard door een vergelijkbare oorsprong.
'Pluto leek ooit een unieke excentriekeling aan de rand van het zonnestelsel', zegt Brown. 'Maar we zien nu dat Xena, Pluto en de anderen deel uitmaken van een diverse familie van grote objecten met vergelijkbare kenmerken, geschiedenissen en zelfs manen, die ons samen veel meer over het zonnestelsel zullen leren dan welke excentriekeling dan ook. "
Oorspronkelijke bron: Caltech News Release
