Pressmeddelande

Dvärgplaneten Makemake saknar atmosfär

Avlägsen kall värld avslöjar sina hemligheter för första gången

21 november 2012

Astronomer har använt tre teleskop vid ESO:s observatorier i Chile för att observera dvärgplaneten Makemake när den passerade framför en avlägsen stjärna och blockerade dess ljus. Med de nya observationerna har man för första gången kunnat kontrollera om denna kyliga lilla himlakropp, som kretsar långt ut i solsystemet, har en egen atmosfär. Forskarna trodde att Makemake precis som Pluto skulle ha en egen atmosfär (eso0908), men mätningarna visar att så inte är fallet. Dessutom har forskarna för första gången mätt Makemakes täthet. De nya resultaten publiceras i tidskriften Nature den 22 november 2012.

Dvärgplaneten Makemake [1] är två tredjedelar så stor som Pluto. Den färdas runt solen i en avlägsen bana som ligger längre bort än Plutos, men närmare än Eris, den hittills tyngsta dvärgplaneten i solsystemet (eso1142). Tidigare observationer av den kyliga Makemake har visat att den liknar de andra dvärgplaneterna. Det har lett vissa astronomer att tro att dess atmosfär, om den finns, skulle likna Plutos atmosfär. Den här nya studien visar dock att Makemake, precis som Eris, inte har någon atmosfär att tala om.

Forskarteamet, som letts av José Luis Ortiz (Institutet för astrofysik i Andalucien, CSIC, Spanien), kombinerade flera observationer med flera teleskop i Sydamerika för att titta på Makemake när den passerade framför en avlägsen stjärna [3]. Utöver tre teleskop vid ESO:s observatorier La Silla och Paranal i Chile, Very Large Telescope (VLT), New Technology Telescope (NTT) och TRAPPIST (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope), använde de även data från andra små teleskop [2].

José Luis Ortiz berättar vad teleskopen såg.

- När Makemake passerade framför stjärnan och blockerade dess ljus, försvann stjärnan snabbt och kom tillbaka lika snabbt, istället för att långsamt avta och sedan gradvis ljusna. Det betyder att den lilla dvärgplaneten inte har någon betydande atmosfär. Tidigare hade man trott att Makemake sannolikt hade utvecklat en atmosfär. Att den inte visar upp något tecken alls av en atmosfär visar hur mycket vi har att lära om dessa gåtfulla himlakroppar. Att för första gången kunna upptäcka Makemakes egenskaper är ett stort steg framåt för oss i vår forskning om de isiga dvärgplaneters exklusiva gemenskap.

Makemake är svår att studera, både därför att den saknar månar och därför att den ligger väldigt långt från jorden [4]. Hittills har vi därför endast ungefärlig kunskap om den. Teamets nya observationer bestämmer flera detaljer hos Makemake som inte tidigare var kända - dess storlek bestämdes mer noggrant, man satte gränser på en möjlig atmosfär och man bestämde dvärgplanetens densitet för första gången. Observationerna har också låtit astronomerna mäta hur mycket av solens ljus Makemakes yta reflekterar - dess albedo [5]. Makemakes albedo, som är ungefär 0,77, är jämförbar med den hos smutsig snö, högre än hos Pluto, men lägre än Eris.

Att göra sådana noggranna mätningar av Makemake blev möjligt tack vare att den passerade framför en stjärna. Sådana ovanliga händelser, som kallas ockultationer, gör det för första gången möjligt för astronomer att ta reda på en hel del om de ibland tunna och ömtåliga atmosfärerna hos dvärgplaneterna. Detta ger mycket noggrann information om egenskaperna hos dessa avlägna men viktiga medlemmar i solsystemet.

Ockultationer är speciellt ovanliga för Makemake, eftersom den just nu rör sig i ett område på himlen där stjärnorna är relativt få. Att noggrant förutspå och sedan detektera en sådan ovanlig händelse är extremt svårt. Därför kan det kallas en bedrift att observationerna som beskrivs här, gjorda med koordinerat observationsteam utspritt över flera platser i Sydamerika, blev framgångsrika.

- Av de otaliga isiga kropparna som kretsar långt ut från solen är Pluto, Eris och Makemake bland de större exemplaren. Våra nya observationer har avsevärt förbättrat vår kunskap om en av de största, Makemake. Vi kommer att kunna använda den här informationen när vi fortsätter utforskar de fascinerande himlakropparna i det här området i rymden, avslutar José Luis Ortiz.

Noter

[1] Makemake fick först katalognamnet 2005 FY9. Den upptäcktes några dagar efter påsk i mars 2005, och fick därför smeknamnet Easterbunny (påskharen på svenska). I juli 2008 fick den sitt officiella namn, Makemake. Makemake är skaparen av mänskligheten och fruktsamhetsgud i Påsköns urinvånares myter. Makemake är en av fem dvärgplaneter hittills som har erkänts av Internationella Astronomiska Unionen. De andra är Ceres, Pluto, Haumea och Eris. Ytterligare information om dvärgplaneter och planeter finns hos Internationella Astronomiska Unionen.

[2] Ett av teleskopen som användes i den här observationskampanjen var ett 0,84-metersteleskop installerat av Universidad Católica del Norte i Chile. Detta teleskop är beläget på Cerro Armazones, den framtida platsen för European Extremely Large Telescope (E-ELT).

[3] Makemake passerade framför den ljussvaga stjärnan NOMAD 1181-0235723 (där NOMAD syftar på stjärnkatalogen Naval Observatory Merged Astrometric Dataset) den 23 april 2011. Teamet observerade händelsen med sju olika teleskop i Brasilien och Chile. Passagen varade bara i en minut. För att fånga passagen utnyttjade astronomerna en speciell höghastighetskamera (ULTRACAM, eso0520) och en höghastighets-infrarödkamera (ISAAC) för att fånga passagen.

[4] Om en himlakropp har en eller flera månar som kretsar omkring den kan månarnas rörelser användas för att bestämma dess massa. Detta var inte möjligt för Makemake.

[5] Makemakes geometriska albedo beräknas till 0,77 ± 0,03, vilket är större än Plutos, men mindre än Eris. Ett objekt med albedo på 1 motsvarar en perfekt reflekterande kropp, och 0 representerar en svart yta som inte reflekterar alls. Observationerna, tillsammans med tidigare resultat, tyder på att Makemakes densitet är 1,7 ± 0,3 gram per kubikcentimeter. Teamet kunde också uppskatta att Makemake är till formen en oblat sfäroid - en sfär som är något avplattad vid polerna - med axlar 1430 ± 9 kilometer och 1502 ± 45 kilometer. Om Makemake skulle ha en atmosfär lik Plutos måste den vara minst tusen gånger tunnare än Plutos atmosfär. Att Makemake istället har en atmosfär som bara täcker en del av ytan är teoretiskt möjligt och något som inte kan uteslutas av de aktuella observationena.

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i artikeln “Albedo and atmospheric constraints of dwarf planet Makemake from a stellar occultation” som publiceras i tidskriften Nature den 22 november 2012.

Teamet består av J. L. Ortiz (Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC, Spanien), B. Sicardy (Observatoire de Paris; CNRS; Université Pierre et Marie Curie; Université Paris Diderot; Institut Universitaire de France), F. Braga-Ribas (Observatoire de Paris, CNRS, Frankrike; Observatório Nacional/MCTI, Brasil), A. Alvarez-Candal (Europeiska sydobservatoriet, Chile; Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC, Spanien), E. Lellouch (Observatoire de Paris, CNRS, Frankrike), samt flera andra författare. För hela författarlistan, se artikeln i Nature.

År 2012 är det 50 år sedan Europeiska sydobservatoriet (ESO) grundades. ESO är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 15 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop: VISTA, som observerar infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop, samt VST, det största teleskopet som konstruerats för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO bidrar dessutom till ALMA, ett revolutionerande astronomiskt teleskop och världens hittills största astronomiska projekt. ESO planerar för närvarande bygget av det europeiska extremt stora 39 metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, E-ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Forskningsartikeln i Nature
• Bilder på VLT
• Bilder på La Silla

Kontakter

José Luis Ortiz
Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC
Granada, Spain
Tel: +34 958 121 311
Mobil: +34 622 233 836
E-post: ortiz@iaa.es

Bruno Sicardy
Observatoire de Paris
Paris, France
Tel: +33 6 19 41 26 15
E-post: bruno.sicardy@obspm.fr

Noemi Pinilla-Alonso
Earth and Planetary Sciences Department, University of Tennessee
Knoxville, USA
Tel: +1 865 974 2699
E-post: npinilla@seti.org

Emmanuel Jehin
Institut d'Astrophysique de I'Université de Liège
Liège, Belgium
Tel: +32 4 3669726
E-post: 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-post: rhook@eso.org

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1246 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.