Planety karłowate to zazwyczaj tajemnicze obiekty. Oprócz Ceres, która znajduje się w głównym pasie planetoid między orbitami Marsa a Jowisza, wszystkie obiekty należące do tej klasy małych obiektów Układu Słonecznego skrywają się na granicach Układu Słonecznego za orbitą Neptuna. Znajdują się daleko od Ziemi – są chłodne i małe – przez co są wyjątkowo trudne w obserwacji, nawet za pomocą dużych teleskopów. Nic więc dziwnego, że większość z nich została odkryta dopiero w ciągu ostatnich 10 lat.
Pluton jest doskonałym przykładem ulotności planet karłowatych. Zanim sonda New Horizons nie odwiedziła tego globu w lipcu 2015 roku, ta największa z planet karłowatych znana była jedynie jako rozmyta kulka, nawet dla niesamowitego Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. Z tego też powodu astronomowie starający się obserwować te odległe globy często muszą łączyć dane z różnych źródeł, aby móc wyłuskać jakieś szczegóły, jakieś informacje o ich własnościach.
Niedawno tej samej metody użyła grupa astronomów, która połączyła dane z dwóch kosmicznych obserwatoriów do zaskakującego odkrycia: planeta karłowata o nazwie 2007 OR10 jest znacznie większa niż wcześniej uważano.
Teleskop Kepler obserwował planetę karłowatą 2007 OR10 przez 19 dni pod koniec 2014 roku. Ruch obiektu, zaznaczony strzałką na tle gwiazd spowodowany jest zmieniającym się położeniem Keplera związanym z ruchem po orbicie wokół Słońca. Rozmyta poświata po prawej pochodzi od Marsa, który był blisko pola widzenia teleskopu. Źródło: Konkoly Observatory/Laszlo Molnar oraz Andras Pal
Wyniki pozwalają stwierdzić, że 2007 OR10 to największy, nienazwany obiekt w Układzie Słoneczny i trzecia pod względem wielkości planeta karłowata. Badania wskazują także, że obiekt jest stosunkowo ciemny i rotuje wolniej niż jakiekolwiek inne ciało krążące wokół Słońca – obraca się wokół własnej osi w 45 godzin.
Do swoich badań naukowcy wykorzystali Kosmiczny Teleskop Kepler – którego aktualna misja nosi oznaczenie K2 – oraz dane archiwalne z Kosmicznego Obserwatorium Herschel obserwującego niebo w podczerwieni. Herschel to misja Europejskiej Agencji Kosmicznej przy udziale NASA. Artykuł naukowy opisujący najnowsze wyniki opublikowano w periodyku The Astronomical Journal.
„W ramach misji K2 po raz kolejny udało się dokonać ważnego odkrycia – ponownie szacując rozmiary 2007 OR10. Sposób w jaki połączenie danych z K2 i Herschela generuje olbrzymie ilości nowych informacji o właściwościach fizycznych obiektu jest wprost niesamowity,” mówi Geert Barentsen, naukowiec projektu Kepler/K2 z NASA Ames Research Center w Moffett Field w Kaliforni.
Aktualna średnica obiektu wynosi 1535 km, przez co o ponad 100 kilometrów przewyższa rozmiary następnego w kolejce obiektu – Makemake. Inna planeta karłowata Haumea charakteryzuje się wydłużonym kształtem i wzdłuż najdłuższej osi jest większa od 2007 OR10 ale jej całkowita objętość jest mniejsza.
Tak jak to było wcześniej, w ramach misji K2 teleskop Kepler wypatruje zmian jasności odległych obiektów. Niewielkie spadki jasności gwiazdy mogą być oznaką planety przechodzącej na tle tarczy swojej gwiazdy macierzystej. Jednak dużo bliżej domu, teleskop Kepler wypatruje także małych ciał, takich jak komety, planetoidy, księżyce i planety karłowate. Dzięki swojej wyjątkowej czułości i możliwości dostrzeżenia naprawdę małych zmian jasności, Kepler jest idealnym instrumentem do obserwowania jasności odległych obiektów Układu Słonecznego i analizowania zmian tej jasności spowodowanych rotacją obiektu.
Szacowanie rozmiaru małego, ciemnego obiektu bardzo odległego od Ziemi to nie lada wyzwanie. Z uwagi na fakt, że są one zaledwie punktami światła, trudne może być określenie czy taki punkt to promieniowanie emitowane przez mniejszy jasny obiekt czy większy i ciemniejszy. Stąd trudności w obserwacjach obiektu takiego jak 2007 OR10 – choć jego orbita w pewnym okresie przybliża go na odległość Neptuna, to aktualnie znajduje się on dwa razy dalej od Słońca niż Pluton.
I tu z pomocą przychodzi duet Kepler & Herschel.
Wcześniejsze szacunki opierające się tylko na danych z Herschela wskazywały, że średnica obiektu wynosi 1280 kilometrów. Jednak bez informacji o okresie rotacji obiektu, tego typu badania były ograniczone przez brak możliwości oszacowania jasności, a tym samym rozmiaru obiektu. Odkrycie bardzo powolnej rotacji w ramach misji K2 było kluczowe dla zespołu, który zabrał się do stworzenia bardziej szczegółowego modelu, który odkrył wiele osobliwości tego obiektu.
Wspólnie obydwa teleskopy kosmiczne umożliwiły zespołowi zmierzyć część promieniowania odbitego przez 2007 OR10 (za pomocą Keplera) oraz część pochłoniętą, a następnie re-emitowaną w postaci ciepła (za pomocą Herschela). Połączenie tych dwóch zestawów danych pozwoliło na jednoznaczne oszacowanie rozmiaru i albedo tej planety karłowatej.
Według najnowszych pomiarów, średnica 2007 OR10 jest jakieś 250 kilometrów większa niż uważano wcześniej. Większy rozmiar także wskazuje na wyższą grawitację i bardzo ciemną powierzchnię – to drugie ponieważ ta sama ilość światła odbijana jest przez większy obiekt. Wcześniejsze obserwacje naziemne wskazywały, że 2007 OR10 ma charakterystyczną czerwoną barwę, a niektórzy naukowcy wskazywali, że może ona być spowodowana lodami metanu na powierzchni.
Co do kwestii nadania nazwy obiektowi 2007 OR10 – ten przywilej należy do odkrywców obiektu. Astromowie Meg Schwamb, Mike Brown oraz David Rabinowitz dostrzegli ten obiekt w 2007 roku w ramach przeglądu nieba w poszukiwaniu odległych obiektów Układu Słonecznego za pomocą teleskopu Samuela Oschina w Obserwatorium Palomar w San Diego.
Źródło: NASA
Aktualizacja:
Tak teraz przyglądam się rozmowom między naukowcami zaangażowanymi w odkrycie tego obiektu 9 lat temu i należy przywołać wczorajsze słowa Mike’a Browna:
Be a little skeptical that 2007 OR10 is the 3rd largest dwarf planet, please. It has the least well measured size. Could easily be <Makemake
— Mike Brown (@plutokiller) 11 maja 2016
tłum. Proszę z dystansem podchodzić do informacji mówiącej, że 2007 OR10 jest trzecią pod względem wielkości planetą karłowatą. Ma ona najmniej dokładnie zmierzone rozmiary. Możliwe, że jest mniejsza od Makemake.
That said, it definitely is the largest known object without a name. We'll get around to it. Promise. Really. Some day soon. Honest.
— Mike Brown (@plutokiller) 11 maja 2016
tłum. Przy czym z pewnością jest to największy znany obiekt bez nazwy własnej. Obiecuję, że coś z tym zrobimy. Naprawdę. Wkrótce. Serio.