Pressemeddelelse

Eris er Plutos fjerne tvilling

- Dværgplanets størrelse nøjagtigt målt, da den blokerede lyset fra en lyssvag stjerne

26. oktober 2011

Astronomer har for første gang lavet en nøjagtig måling af den fjerne dværgplanet Eris’ diameter ved at fange den, mens den passerede ind foran en lyssvag stjerne. Denne begivenhed blev set i slutningen af 2010 med teleskoper i Chile, herunder det belgiske TRAPPIST-teleskop på ESO’s La Silla-observatorium. Observationerne viser, at Eris er en næsten perfekt tvilling til Pluto, når det handler om størrelse. Eris ser ud til at have en meget reflekterende overflade, hvilket tyder på, at den er dækket af et jævnt, tyndt lag is, sandsynligvis en frossen atmosfære. Resultaterne vil blive offentliggjort i tidskriftet Nature den 27. oktober 2011.

I november 2010 passerede den fjerne dværgplanet Eris ind foran en lyssvag baggrundsstjerne, en begivenhed, der kaldes en okkultation. Sådanne begivenheder er meget sjældne og vanskelige at observere, da dværgplaneten er meget fjern og lille. Den næste begivenhed af denne art, der involverer Eris, vil først ske igen i 2013. Okkultationer er den mest nøjagtige, og ofte den eneste, metode til at måle form og størrelse på et fjernt legeme i Solsystemet.

Kandidatstjerner til okkultationen blev identificeret ved at se på billeder optaget med MPG/ESO 2,2 meter teleskopet på ESO’s La Silla-observatorium. Observationerne blev omhyggeligt planlagt og udført af et hold af astronomer fra en række (hovedsagelig franske, belgiske, spanske og brasilianske) universiteter ved hjælp af blandt andet TRAPPIST-teleskopet (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope, eso1023) [1], også på La Silla-observatoriet.

”At observere okkultationer af bittesmå legemer længere ude i Solsystemet end Neptun kræver stor præcision og meget omhyggelig planlægning. Det er den bedste måde at måle Eris’ størrelse på, bortset fra faktisk at tage derud,” forklarer hovedforfatteren Bruno Sicardy.

Observationer af okkultationen blev forsøgt på 26 forskellige steder rundt om på Jorden på den forudsagte bane for dværgplanetens skygge – herunder adskillige teleskoper på amatørobservatorier – men kun to steder var det muligt at observere begivenheden direkte og begge steder var i Chile. Det ene var på ESO’s La Silla-observatorium med TRAPPIST-teleskopet, og det andet var i San Pedro de Atacama ved hjælp af to teleskoper [2]. Alle tre teleskoper registrerede et pludseligt fald i lysstyrke, da Eris blokerede lyset fra den fjerne stjerne.

De kombinerede observationer fra de to chilenske observationssteder peger på, at Eris er tæt på at være helt rund. Målingerne burde give en nøjagtig måling af dens form og størrelse, så længe de ikke forstyrres af tilstedeværelsen af store bjerge. Sådanne landskabsformer er imidlertid usandsynlige på en isdækket klode af denne størrelse.

Eris blev identificeret som et stort objekt i det ydre Solsystem i 2005. Opdagelsen af Eris var en af de faktorer, der førte til oprettelsen af en ny klasse af objekter kaldet dværgplaneter og omklassificeringen af Pluto fra planet til dværgplanet i 2006. Eris befinder sig lige nu tre gange længere fra Solen end Pluto.

Tidligere observationer, der gjorde brug af andre metoder, tydede på, at Eris var 25 % større end Pluto med en anslået diameter på 3.000 kilometer. Den nye undersøgelse viser, at de to objekter grundlæggende set har den samme størrelse. Eris’ nyligt bestemte diameter er 2.326 kilometer med en nøjagtighed på 12 kilometer. Det gør Eris’ størrelse bedre kendt end størrelsen på dens mere nærtliggende modstykke Pluto, der har en anslået diameter på 2.300 til 2.400 kilometer. Plutos diameter er vanskeligere at måle, fordi tilstedeværelsen af en atmosfære gør det umuligt direkte at registrere dværgplanetens rand ved okkultationer. Bevægelsen af Eris’ måne Dysnomia [3] er blevet brugt til at bestemme Eris’ masse. Den er blevet målt til at være 27 % tungere end Pluto [4]. Kombineret med dens diameter har det givet et bud på Eris’ massefylde, der vurderes at være 2,52 gram pr. cm³ [5].

”Denne massefylde betyder, at Eris sandsynligvis er et stort stenlegeme, der er dækket af en forholdsvis tynd iskappe,” siger Emmanuel Jehin, som har bidraget til undersøgelsen [6].

Det har vist sig, at Eris’ overflade er meget reflekterende; den reflekterer 96 % af det lys, der falder på den (en synlig albedo på 0,96 [7]). Det er hvidere end nyfalden sne her på Jorden, hvilket gør Eris til et af de mest reflekterende objekter i Solsystemet i selskab med Saturns ismåne Enceladus. Eris’ højtreflekterende overflade er højst sandsynligt lavet af kvælstofholdig is, der er blandet med frossen metangas – som afspejlet i dværgplanetens spektrum – som dækker dværgplanetens overflade med et tyndt og meget reflekterende lag af is, der er mindre end en millimeter tyk.

”Dette lag af is kan være et resultat af, at dværgplanetens atmosfære af kvælstof eller metan er kondenseret som frost på overfladen i takt med, at den har bevæget sig længere væk fra Solen i sin ellipseformede bane og ud i et stadig koldere miljø,” tilføjer Jehin. Isen kan blive til gas igen, når Eris nærmer sig det punkt, hvor den er tættest på Solen i en afstand af cirka 5,7 milliarder kilometer.

De nye resultater har også gjort det muligt for holdet at lave nye målinger af overfladetemperaturen på dværgplaneten. Temperaturen for den del af overfladen, der vender ind mod Solen, vurderes at være højest -238 grader Celsius og endnu lavere på Eris’ natside.

”Det er fantastisk, hvor meget vi kan finde ud af om små og fjerne objekter som Eris ved at observere dem, når de passerer foran en lyssvag stjerne med forholdsvis små teleskoper. Fem år efter indførelsen af den nye klasse dværgplaneter er vi endelig ved at lære et af de objekter at kende, der har været med til at grundlægge denne klasse af objekter,” siger Bruno Sicardy afslutningsvis.

Noter

[1] TRAPPIST er et af de robotteleskoper, der senest er blevet installeret på La Silla-observatoriet. Med et hovedspejl på kun 0,6 meter blev det indviet i juni 2010 med det primære formål at undersøge exoplaneter og kometer. Teleskopet er et projekt, der er finansieret af Belgian Fund for Scientific Research (FRS-FNRS) med deltagelse af Swiss National Science Foundation, og som bliver styret fra Liège.

[2] Teleskoperne Caisey Harlingten og ASH2.

[3] Eris er den græske gudinde for kaos og strid. Dysnomia er Eris’ datter og gudinde for lovløshed.

[4] Eris’ masse er 1,66 x 10²² kg, hvilket svarer til 22 % af Månens masse.
[5] Til sammenligning er Månens massefylde 3,3 gram pr. cm³, og vands massefylde er 1,00 gram pr. cm³.

[6] Værdien af massefylden tyder på, at Eris hovedsagelig består af stenmateriale (85 %) blandet med en lille smule is (15 %). Sidstnævnte er højst sandsynligt et cirka 100 kilometer tykt lag, der omgiver stenkernen. Dette meget tykke lag af hovedsagelig vandis må ikke forveksles med det meget tynde lag af frossen atmosfære på Eris’ overflade, der gør dværgplaneten meget reflekterende.

[7] Et objekts albedo er den brøkdel af det lys, der falder på det, som bliver kastet tilbage i rummet frem for at blive absorberet. En albedo på 1 svarer til perfekt reflekterende hvid, mens 0 er totalt absorberende sort. Til sammenligning har Månen en albedo på bare 0,136, hvilket svarer til kul.

Mere information

Denne undersøgelse bliver præsenteret i en artikel, der udkommer i tidsskriftet Nature den 27. oktober 2011.

Holdet består af B. Sicardy (LESIA-Observatoire de Paris (OBSPM), CNRS, Université Pierre et Marie Curie (UPMC), Université Paris-Diderot (Paris 7), Institut Universitaire de France (IUF), Frankrig), J. L. Ortiz (Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC), Spanien), M. Assafin (Observatório do Valongo/UFRJ (OV/UFRJ), Brasilien), E. Jehin (Institut d'Astrophysique de I'Université de Liège (IAGL), Belgien), A. Maury (San Pedro de Atacama Celestial Explorations, Chile), E. Lellouch (LESIA, CNRS, UPMC, Paris 7), R. Gil Hutton ( Complejo Astronómico El Leoncito (CASLEO) and San Juan National University, Argentina), F. Braga-Ribas (LESIA, CNRS, UPMC, Paris 7, Frankrig, and Observatório Nacional/MCT (ON/MCT), Brasilien), F. Colas (OBSPM, IMCCE, UPMC, CNRS, Frankrig), D. Hestroffer (OBSPM, IMCCE, UPMC, CNRS, Frankrig), J. Lecacheux (LESIA-OBSPM, CNRS, UPMC, Paris 7, IUF, Frankrig), F. Roques (LESIA-OBSPM, CNRS, UPMC, Paris 7, IUF, Frankrig), P. Santos Sanz (LESIA-OBSPM, CNRS, UPMC, Paris 7, IUF, Frankrig), T. Widemann (LESIA-OBSPM, CNRS, UPMC, Paris 7, IUF, Frankrig), N. Morales (CSIC, Spanien), R. Duffard (CSIC, Spanien), A. Thirouin (CSIC, Spanien), A. J. Castro-Tirado (CSIC, Spanien), M. Jelínek (CSIC, Spanien), P. Kubánek (CSIC, Spanien), A. Sota (CSIC, Spanien), R. Sánchez-Ramírez (CSIC, Spanien), A. H. Andrei (OV/UFRJ, ON/MCT, Brasilien), J. I. B. Camargo (OV/UFRJ, ON/MCT, Brasilien), D. N. da Silva Neto (ON/MCT, Centro Universitário Estadual da Zona Oeste (UEZO), Brasilien), A. Ramos Gomes Jr (OV/UFRJ, Brasilien), R. Vieira Martins (OV/UFRJ, ON/MCT, Brasilien, OBSPM, IMCCE, UPMC, CNRS, Frankrig), M. Gillon (IAGL, Belgien), J. Manfroid (IAGL, Belgien), G. P. Tozzi (INAF, Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italien), C. Harlingten (Caisey Harlingten Observatory, Storbritannien), S. Saravia (San Pedro de Atacama Celestial Explorations, Chile), R. Behrend (Observatoire de Genève, Schweitz), S. Mottola (DLR – German Aerospace Center, Tyskland), E. García Melendo (Fundació Privada Observatori Esteve Duran, Institut de Ciències de I'Espai (CSIC-IEEC), Spanien), V. Peris ( Observatori Astronòmic, Universitat de València (OAUV), Spanien), J. Fabregat (OAUV, Spain), J. M. Madiedo ( Universidad de Huelva, Facultad de Ciencias Experimentales, Spain), L. Cuesta (Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), Spanien), M. T. Eibe (CSIC-INTA, Spanien), A. Ullán (CSIC-INTA, Spanien), F. Organero ( Observatorio astronómico de La Hita, Spanien), S. Pastor (Observatorio de la Murta, Spanien), J. A. de los Reyes (Observatorio de la Murta, Spanien), S. Pedraz (Calar Alto Observatory, Centro Astronómico Hispano Alemán, Spanien), A. Castro (Sociedad Astronómica Malagueña, Centro Cultural José María Gutiérrez Romero, Spanien), I. de la Cueva (Astroimagen, Spanien), G. Muler (Observatorio Nazaret, Spanien), I. A. Steele (Liverpool JMU, Storbritannien), M. Cebrián (Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), Spanien), P. Montañés-Rodríguez (IAC, Spanien), A. Oscoz (IAC, Spanien), D. Weaver (Observatório Astronomico Christus, Colégio Christus, Brasilien), C. Jacques (Observatório CEAMIG-REA, Brasilien), W. J. B. Corradi (Departamento de Física – Instituto de Ciências Exatas – Universidade Federal de Minas Gerais (ICEx–UFMG), Brasilien), F. P. Santos (Departamento de Física, ICEx–UFMG, Brasilien), W. Reis (Departamento de Física, ICEx–UFMG, Brasilien), A. Milone (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE-MCT), Brasilien), M. Emilio ( Universidade Estadual de Ponta Grossa, O.A. – DEGEO, Brasilien), L. Gutiérrez (Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Mexico), R. Vázquez (Instituto de Astronomía, UNAM, Mexico) & H. Hernández-Toledo (Instituto de Astronomía, UNAM, Mexico).

ESO, det Europæiske Syd Observatorium, er den mest fremtrædende internationale astronomi-organisation i Europa og verdens mest produktive astronomiske observatorium. ESO har i dag følgende 15 medlemslande: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrig, Holland, Italien, Portugal, Schweiz og Storbritannien, Spanien, Sverige, Tjekkiet, Tyskland og Østrig. ESO’s aktiviteter er fokuseret på design, konstruktion og drift af jordbaserede observationsfaciliteter for at muliggøre vigtige videnskabelige opdagelser inden for astronomi. ESO spiller også en ledende rolle for at fremme og organisere samarbejdet inden for astronomisk forskning. I Chile driver ESO tre unikke observatorier i verdensklasse: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO Very Large Telescope (VLT), der er verdens mest avancerede astronomiske observatorium til observationer i synligt lys samt to kortlægningsteleskoper. VISTA arbejder i infrarødt lys og er verdens største kortlægningsteleskop, mens VLT Survey Telescope (VST) er det største teleskop, der udelukkende er bygget til at kortlægge himlen i synligt lys. ESO er den europæiske partner i et revolutionerede astronomisk teleskop kaldet ALMA, det største igangværende astronomiske projekt. ESO planlægger i øjeblikket et 40 meter optisk/nær-infrarødt teleskop kaldet European Extremely Large Telescope (E-ELT), der vil blive ”verdens største øje mod himlen”.

Links

• Billeder af La Silla
• Artikel om TRAPPIST i september-udgaven af ESO Messenger 2011
• TRAPPISTs webside

Kontakter

Bruno Sicardy
LESIA-Observatoire de Paris, CNRS, Université Pierre et Marie Curie
Paris, France
Tel: +33 (0)1 45 07 71 15
Mobil: +33 (0)6 19 41 26 15
E-mail: bruno.sicardy@obspm.fr

Emmanuel Jehin
Institut d'Astrophysique de I'Université de Liège,
Liège, Belgium
Tel: +32 (0)4 3669726
E-mail: ejehin@ulg.ac.be

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1142 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.