Konstnärillustration av den 10: e planeten och dess måne. Bildkredit: Caltech. Klicka för att förstora.
Den nyupptäckta 10: e planeten, 2003 UB313, ser mer och mer ut som en av solsystemets stora aktörer. Den har en verklig planet (de senaste uppskattningarna sätter den till cirka 20 procent större än Pluto), ett iögonfallande kodenamn (Xena, efter TV-krigareprinsessan) och en egen Guinness Book-ish-post (ungefär 97) astronomiska enheter - eller 9 miljarder miles från solen - det är solsystemets längst upptäckta objekt). Och astronomer från California Institute of Technology och deras kollegor har nu upptäckt att det har en måne.
Månen, 100 gånger svagare än Xena och som kretsar runt planeten en gång var par veckor, upptäcktes den 10 september 2005 med det 10 meter långa Keck II-teleskopet vid W.M. Keck-observatoriet på Hawaii av Michael E. Brown, professor i planetarisk astronomi, och hans kollegor vid Caltech, Keck-observatoriet, Yale University och Gemini-observatoriet på Hawaii. Forskningen finansierades delvis av NASA. Ett dokument om upptäckten lämnades in den 3 oktober till Astrophysical Journal Letters.
"Sedan dagen vi upptäckte Xena har den stora frågan varit om den har en måne eller inte," säger Brown. "Att ha en måne är helt naturligt coolt - och det är något som de flesta själv respekterande planeter har, så det är bra att se att den här gör det också."
Brown uppskattar att månen, med smeknamnet ”Gabrielle” - efter den fiktiva Xenas fiktiva sidekick - är minst en tiondel av Xenas storlek, som tros vara cirka 2700 km i diameter (Pluto är 2274 km), och kan vara cirka 250 km över.
För att veta Gabrielles storlek mer exakt måste forskarna veta månens sammansättning, som ännu inte har fastställts. De flesta föremål i Kuiper-bältet, det massiva skåret av miniplanetter som sträcker sig bortom Neptun och ut i solsystemets avlägsna kanter, är ungefär hälften berg och halv vattenis. Eftersom en halv sten, halvis yta reflekterar en ganska förutsägbar mängd solljus, kan en allmän uppskattning av storleken på ett objekt med den sammansättningen göras. Mycket isiga föremål reflekterar emellertid mycket mer ljus, och så kommer det att vara ljusare - och därmed större - än liknande storlek steniga föremål.
Ytterligare observationer av månen med NASA: s Hubble Space Telescope, planerat för november och december, kommer att göra det möjligt för Brown och hans kollegor att fastställa Gabrielles exakta bana runt Xena. Med de uppgifterna kommer de att kunna beräkna Xena-massan med en formel som först utarbetades för 300 år sedan av Isaac Newton.
"En kombination av månens avstånd från planeten och hastigheten den går runt planeten berättar mycket exakt vad planetens massa är," förklarar Brown. ”Om planeten är mycket massiv, kommer månen att gå runt mycket snabbt; om den är mindre massiv kommer månen att resa långsammare. Det är det enda sättet vi någonsin kan mäta massan av Xena - för den har en måne. ”
Forskarna upptäckte Gabrielle med hjälp av Keck II: s nyligen uppdragna Laser Guide Star Adaptive Optics-system. Adaptiv optik är en teknik som tar bort suddigheten av atmosfärisk turbulens och skapar bilder så skarpa som man kan få från rymdbaserade teleskop. Det nya laserguidestjärnsystemet gör det möjligt för forskare att skapa en konstgjord "stjärna" genom att studsa en laserstråle från ett atmosfärskikt cirka 75 mil över marken. Ljusa stjärnor belägna nära intresseobjektet används som referenspunkt för de adaptiva optikkorrektionerna. Eftersom inga ljusa stjärnor naturligt finns i närheten av Xena, skulle adaptiv optikavbildning ha varit omöjlig utan lasersystemet.
"Med Laser Guide Star Adaptive Optics får observatörer inte bara mer upplösning, utan ljuset från avlägsna objekt koncentreras över ett mycket mindre område på himlen, vilket gör svaga upptäckter möjliga," säger Marcos van Dam, adaptiv optikforskare vid W.M. Keck Observatory, och andra författare till det nya tidningen.
Det nya systemet tillät också Brown och hans kollegor att observera en liten måne i januari omkring 2003 EL61, kodnamnet "Santa", ett annat stort nytt Kuiper Belt-objekt. Ingen mån upptäcktes runt 2005 FY9-eller "Easterbunny" - den tredje av de tre stora Kuiper Belt-objekten som nyligen upptäcktes av Brown och hans kollegor med hjälp av det 48-tums Samuel Oschin-teleskopet vid Palomar Observatory. Men närvaron av månar runt tre av Kuiper Beltets fyra största föremål - Xena, Santa och Pluto - utmanar konventionella idéer om hur världar i denna solcellssystem förvärvar satelliter.
Tidigare trodde forskare att Kuiper Belt-föremål fick månar genom en process som kallas gravitationsfångst, där två tidigare separata objekt rörde sig för nära varandra och fångades in i varandras gravitationsomfång. Detta ansågs vara sant för Kuiper Beltets små borgare - men inte Pluto. Plutos massiva, nära kretsande måne, Charon, bröt av planeten för miljarder år sedan, efter att den krossades av ett annat Kuiper Belt-objekt. Xena's och Santa's månar verkar bäst förklaras av ett liknande ursprung.
”Pluto verkade en gång en unik udda kulan i solsystemets kant,” säger Brown. ”Men vi ser nu att Xena, Pluto och de andra är en del av en mångfaldig familj av stora föremål med liknande egenskaper, historia och till och med månar, som tillsammans kommer att lära oss mycket mer om solsystemet än någon enskild oddboll någonsin skulle göra. ”
Originalkälla: Caltech News Release
