Konstnärernas intryck av en liten KBO upptäckt av Hubble när den övergick en stjärna. Bacon (STScI)
Liksom att hitta en nål i en höstack har Hubble Space Telescope upptäckt det minsta föremål som någonsin sett i synligt ljus i Kuiper Belt. Medan Hubble inte avbildade denna KBO direkt, är dess upptäckt fortfarande ganska imponerande. Objektet ligger bara 975 meter (3 200 fot) över och en jättestor på 6,7 miljarder kilometer (4,2 miljarder miles) bort. Det minsta Kuiper Belt Object (KBO) som tidigare sett i reflekterat ljus är ungefär 48 km (50 miles) över, eller 50 gånger större. Detta ger det första observationsbeviset för en population av kometstorlekar i Kuiper Belt.
Objektet som detekteras av Hubble är så svagt - vid 35: e storlek - det är 100 gånger ljusare än vad Hubble kan se direkt.
Så hur upptäckte rymdteleskopet en så liten kropp? Den berättigade signaturen om den lilla vagabonden extraherades från Hubbles pekningsdata, inte genom direkt avbildning. När objektet passerade framför en av stjärnan, tog Hubbles instrument upp ockulationen.
Hubble har tre optiska instrument som kallas Fine Guidance Sensors (FGS). FGS: erna tillhandahåller navigationsinformation med hög precision till rymdobservatoriets inställningskontrollsystem genom att titta på utvalda ledstjärnor för att peka. Sensorerna utnyttjar ljusets vågliga natur för att göra en exakt mätning av platsen för stjärnor.
I detaljer om ett papper som publicerades i tidningen den 17 december Natur, Hilke Schlichting från California Institute of Technology i Pasadena, Kalifornien, och hennes kollaboraterade bestämde att FGS-instrumenten är så bra att de kan se effekterna av ett litet objekt som passerar framför en stjärna. Detta skulle orsaka en kort ockultations- och diffraktionssignatur i FGS-data när ljuset från bakgrundsguidestjärnan böjdes runt den mellanliggande förgrunds-KBO.
De valde 4,5 år av FGS-observationer för analys. Hubble tillbringade totalt 12 000 timmar under denna period och tittade längs en remsa av himlen inom 20 grader från solsystemets ekliptiska plan, där majoriteten av KBO: er borde bo. Teamet analyserade FGS-observationer av totalt 50 000 guidestjärnor.
Schlichting och hennes team som hittade den enorma databasen hittade en enda 0,3 sekunders lång okkultationshändelse. Detta var bara möjligt eftersom FGS-instrumentet provar förändringar i stjärnljus 40 gånger per sekund. Ockultationens varaktighet var kort till stor del på grund av jordens orbitalrörelse runt solen.
De antog att KBO befann sig i en cirkulär bana och lutade 14 grader till ekliptiken. KBO: s avstånd uppskattades från ockultationens varaktighet och dimningen användes för att beräkna objektets storlek. "Jag var mycket stolt över att hitta detta i uppgifterna," säger Schlichting.
Hubble-observationer av stjärnor i närheten visar att ett antal av dem har Kuiper Belt-liknande skivor av isiga skräp som omger dem. Dessa skivor är resterna av planetbildning. Förutsägelsen är att över miljarder år skulle skräpet kollidera och slipa objekt av KBO-typ till allt mindre bitar som inte ingick i den ursprungliga Kuiper Beltpopulationen. Kuiper-bältet utvecklas därför kollisionellt, vilket innebär att regionens isiga innehåll har modifierats under de senaste 4,5 miljarder åren.
Upptäckten är en kraftfull illustration av förmågan hos arkiverade Hubble-data att producera viktiga nya upptäckter. I ett försök att avslöja ytterligare små KBO: er planerar teamet att analysera de återstående FGS-uppgifterna för nästan hela varaktigheten av Hubble-verksamheten sedan lanseringen 1990.
Källa: HubbleSite
