De Kuipergordel is het afgelopen decennium een eindeloze bron van ontdekkingen geweest. Beginnend met de dwergplaneet Eris, die voor het eerst werd waargenomen door een Palomar Observatory-onderzoek onder leiding van Mike Brown in 2003, zijn veel interessante Kuiper Belt Objects (KBO's) ontdekt, waarvan sommige vergelijkbaar zijn met Pluto.
En volgens een nieuw rapport van het IAU Minor Planet Center is er nog een ander lichaam ontdekt buiten de baan van Pluto. Officieel aangewezen als UZ224 uit 2014, bevindt dit lichaam zich op ongeveer 14 miljard km (90 AUs of 8,5 miljard mijl) van de zon. Deze dwergplaneet is niet alleen het nieuwste lid van onze Solar-familie, het is ook het op één na verste lichaam van onze zon met een stabiele baan.
De ontdekking werd gedaan door David Gerdes, een professor in astrofysica aan de Universiteit van Michigan, en verschillende collega's verbonden aan de Dark Energy Survey (DES) - een project dat vertrouwt op de Cerro Tololo Inter-American Observatory in Chili. In het verleden was het onderzoek van Gerdes gericht op de detectie van donkere energie en de uitdijing van het heelal.
Daartoe heeft DES de afgelopen vijf jaar ongeveer een achtste van de hemel onderzocht met behulp van de Dark Energy Camera (DECam), een 570-megapixelcamera gemonteerd op de Victor M. Blanco-telescoop bij Cerro Tololo. Dit instrument is in opdracht van de VS gemaakt. Dept of Energy om onderzoeken te doen naar verre sterrenstelsels, en Dr. Gerdes had een hand in het creëren.
Het is niet verrassend dat dezelfde technologie het ook mogelijk heeft gemaakt om ontdekkingen te doen aan de rand van het zonnestelsel. Twee jaar geleden daagde dit precies uit wat Gerdes een groep studenten uitdaagde om te doen (als onderdeel van een zomerproject). Deze studenten onderzochten afbeeldingen die DES tussen 2013-2016 heeft gemaakt op indicaties van bewegende objecten. Sinds die tijd is het analyseteam uitgegroeid tot senior wetenschappers, postdocs, afgestudeerde en niet-gegradueerde studenten.
Waar verre sterren en sterrenstelsels op deze beelden stationair zouden lijken, verschenen verre TNO's in de loop van de tijd op verschillende plaatsen - vandaar de reden waarom ze “transiënten” worden genoemd. Zoals Dr. Gerdes uitlegt in zijn UZ224-factsheet van 2014, die beschikbaar is via zijn homepage van de Universiteit van Michigan:
“Om transiënten te identificeren, gebruikten we een techniek die bekend staat als“ verschilbeeldvorming ”. Wanneer we een nieuwe afbeelding maken, trekken we daaruit een afbeelding af van hetzelfde gebied van de lucht dat op een andere nacht is genomen. Objecten die niet veranderen verdwijnen in dit aftrekken, en we blijven alleen met de transiënten ... Dit proces levert miljoenen transiënten op, maar slechts ongeveer 0,1% daarvan blijken verre kleinere planeten te zijn. Om ze te vinden, moeten we "de stippen verbinden" en bepalen welke transiënten in verschillende posities op verschillende nachten eigenlijk hetzelfde zijn. Er zijn veel punten en nog VEEL meer manieren om ze te verbinden. ”
Dit was een moeilijk proces. Naast het feit dat Fermilab duizenden computers nodig had om de honderden terabytes aan gegevens te verwerken, moest het team speciale programma's schrijven om het te doen. Gerdes en zijn collega's vertrouwden ook op de hulp van professoren Masao Sako en Gary Bernstein van de Universiteit van Pennsylvania, die de belangrijkste doorbraken hebben bijgedragen waardoor ze verschilbeeldvorming over het hele onderzoeksgebied konden uitvoeren.
Uiteindelijk zijn er tientallen nieuwe Trans-Neptuniaanse Objecten (TNO's) ontdekt, waaronder een UZ224 uit 2014. Volgens hun waarnemingen zou de diameter ergens tussen de 350 en 1200 km kunnen bedragen, en het duurt 1136 jaar om een enkele baan om onze zon te voltooien. Omwille van het perspectief heeft Pluto een diameter van 2370 km en een omlooptijd van 248 jaar.
Stephanie Hamilton, een afgestudeerde student aan de Universiteit van Michigan, was persoonlijk betrokken bij het project. Haar rol was om de grootte van UZ224 uit 2014 te bepalen, wat moeilijk was vanaf de eerste observaties alleen. Zoals ze Space Magazine via e-mail vertelde:
"De helderheid van het object alleen in zichtbaar licht hangt zowel af van de grootte als van hoe reflecterend het is, dus je kunt een van die eigenschappen niet uniek bepalen zonder een waarde voor de andere aan te nemen. Gelukkig is er een oplossing voor dat probleem: de warmte die het object afgeeft, is ook evenredig met de grootte, dus het verkrijgen van een thermische meting naast de optische metingen betekent dat we dan de grootte en het albedo (reflectantie) van het object kunnen berekenen zonder ga uit van het een of het ander.
“Met de Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) in Chili hebben we een beeld van ons object bij een thermische golflengte kunnen krijgen. Ik werk aan het combineren van al onze gegevens om de grootte en het albedo te bepalen, en we verwachten rond half november een paper over onze resultaten te publiceren. ”
Maar zoals met alle dingen die verband houden met "dwergplaneten", was er enige onenigheid over deze ontdekking. Gezien de afmetingen van het object, zijn er sommigen die zich afvragen of het label al dan niet van toepassing is. Maar zoals Gerdes aangeeft op het informatieblad, voldoet deze body aan de meeste voorwaarden:
“Volgens de officiële IAU-richtlijnen moet een dwergplaneet aan vier criteria voldoen. Het moet a) om de zon draaien (check!), B) geen satelliet zijn (check!) C) de buurt rond zijn baan niet hebben vrijgemaakt (check!) En d) genoeg massa hebben om rond te zijn. Het is dit laatste item dat onzeker is, en de enige manier om zeker te zijn, is om een foto te krijgen die gedetailleerd genoeg is om de vorm daadwerkelijk te zien. Toch zal een object met een diameter van meer dan 400 km waarschijnlijk rond zijn. ”
Gerdes en zijn team verwachten dat ze het druk zullen hebben met het schrijven van de paper die hun bevindingen zal beschrijven, met behulp van de ALMA-array om meer beoordelingen van de UZ224-grootte van 2014 te krijgen en de gegevens te doorzoeken om meer objecten in de Kuipergordel te zoeken. Dit omvat de legendarische planeet 9, waar astronomen al jaren naar op zoek zijn.
Gezien de afstand tot de zon, zou de baan van de UZ224 in 2014 niet worden beïnvloed door de aanwezigheid van planeet 9 en helpt daarom niet. Gerdes is echter optimistisch dat het bewijs van dit enorme lichaam in de gegevens zit. Na verloop van tijd, en veel gegevensverwerking, vinden ze het misschien wel! Ondertussen zal dit nieuw ontdekte object waarschijnlijk het brandpunt zijn van veel fascinerend onderzoek.
"Het is een interessant object op zich - verre objecten zoals dit zijn" kosmische resten "van de oerschijf die het zonnestelsel heeft voortgebracht", schrijft Gerdes. "Door ze te bestuderen en meer te leren over hun verspreiding, orbitale kenmerken, afmetingen en oppervlakte-eigenschappen, kunnen we meer leren over de processen die het zonnestelsel en uiteindelijk ons hebben voortgebracht."
