Hubble odkrywa księżyc planety karłowatej Makemake

1

Spoglądając w zewnętrzne rejony Układu Słonecznego, Kosmiczny Teleskop Hubble’a dostrzegł mały, ciemny księżyc krążący wokół Makemake, drugiej pod względem jasności lodowej planety karłowatej – po Plutonie – w Pasie Kuipera.

Księżyc – tymczasowo noszący oznaczenie S/2015 (136472) 1 i nieformalnie nazwany przez naukowców MK2  – jest ponad 1300 razy słabszy od Makemake. MK2 został dostrzeżony blisko 20 000 km od planety karłowatej, a jego średnicę szacuje się na 180 km. Makemake ma średnicę prawie 1300 km. Planeta karłowata odkryta w 2005 roku i nazwana na cześć bóstwa ludu z wyspy Rapa Nui.

Pas Kuipera to rozległy obszar pozostałości materii lodowej z czasów formowania się Układu Słonecznego 4.5 miliarda lat temu, w którym odkryto już kilka planet karłowatych. Niektóre z nich posiadają już znane księżyce, jednak dzisiejsze odkrycie to pierwszy obiekt, który towarzyszy Makemake. Makemake to jedna z pięciu planet karłowatych uznanych przez Międzynarodową Unię Kosmiczną.

Obserwacje wykonano w kwietniu 2015 roku za pomocą kamery Wide Field Camera 3 na pokładzie Kosmicznego Teleskopu Hubble’a.  Unikalna zdolność wypatrywania słabych obiektu w pobliżu jasnych połączona z niesamowitą rozdzielczością, umożliwiła astronomom pracującym na Kosmicznym Teleskopie Hubble’a dostrzec księżyc w blasku Makemake. Odkrycie ogłoszono dzisiaj w elektronicznym cyrkularzu Minor Planet Electronic Circular.

Zespół obserwacyjny wykorzystał tą samą technikę do obserwowania księżyca co do odkrycia niewielkich księżyców Plutona w 2005, 2011 i 2012 roku. Poprzednie poszukiwania obiektów krążących wokół Makemake nie przyniosły żadnych rezultatów. „Nasze pierwsze szacunki wskazują, że orbita księżyca jest do nas skierowana krawędzią, dlatego też często patrząc w kierunku Makemake można nie dostrzec tego księżyca, bowiem tonie on całkowicie w blasku planety karłowatej,” mówi Alex Parker z Southwest Research Institute w Boulder, Kolorado, który kierował analizami zdjęć z obserwacji.

Odkrycie księżyca może dostarczyć nam cennych informacji o Makemake. Zmierzenie orbity księżyca może pozwolić astronomom obliczenie masy układu i zrozumienie jego ewolucji. Co więcej, odkrycie tego księżyca wzmacnia tezę, że większość planet karłowatych posiada księżyce.

„Makemake jest członkiem klasy rzadkich obiektów podobnych do Plutona, więc odkrycie jej satelity jest naprawdę ważnym odkryciem,” mówi Parker. „Odkrycie tego księżyca pozwoli nam zbadać Makemake dużo dokładniej niż bylibyśmy to w stanie zrobić bez niego.”

Odkrycie tego obiektu zwiększa podobieństwo Makemake do Plutona. Wiemy już, że oba te obiekty pokryte są lodem metanowym. Tak jak to było w przypadku Plutona, dalsze badania księżyca pozwolą określić gęstość Makemake, co pozwoli oszacować podobieństwo budowy wewnętrznej Makemake i Plutona. „To nowe odkrycie otwiera nowy rozdział w planetologii porównawczej w zewnętrznych rejonach Układu Słonecznego,” mówi lider zespołu badaczy Marc Buie z Southwest Research Institute w Boulder, Kolorado.

Naukowcy będą potrzebowali większej liczby obserwacji z Teleskopu Hubble’a, aby dokładnie określić czy orbita księżyca jest kołowa czy eliptyczna. Wstępne szacunki wskazują, że jeżeli orbita obiektu jest kołowa, to okres orbitalny wokół Makemake musi wynosić 12 dni lub więcej.

Określenie kształtu orbity obiektu pozwoli także odpowiedzieć na pytanie o jego pochodzenie. Ciasna orbita kołowa wskazywałaby, że MK 2 jest prawdopodobnie produktem kolizji między Makemake a innym obiektem Pasa Kuipera. Jeżeli księżyc podąża po wydłużonej, szerokiej orbicie, może być obiektem przechwyconym z Pasa Kuipera. Tak czy inaczej do tych zdarzeń doszło najprawdopodobniej kilka miliardów lat temu, gdy Układ Słoneczny był bardzo młody.

Odkrycie mogło rozwiązać jedną z tajemnic okrywających Makemake. Wcześniejsze badania tej planety karłowatej prowadzone w podczerwieni wskazywały, że choć powierzchnia Makemake jest prawie w całości jasna i bardzo zimna, niektóre obszary wydają się cieplejsze od otoczenia. Astronomowie wskazywali, że różnica może być spowodowana tym, jak Słońce ogrzewa określone ciemne miejsca na powierzchni Makemake. Niemniej jednak, jeżeli Makemake nie jest do nas odpowiednio skierowana, to owe ciemne plamy powinny powodować zmiany jej jasności wraz z obrotem Makemake wokół własnej osi. Jednak tak znacznej zmienności nie udało się nigdy zaobserwować.

Wcześniejsze dane z obserwacji w zakresie podczerwieni nie charakteryzowały się wystarczającą rozdzielczością, która pozwoliłaby odseparować Makemake od MK 2. Ponowna analiza w oparciu o nowe dane obserwacyjne z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a wskazuje, że cieplejsza powierzchnia wykrywana wcześniej w zakresie podczerwonym, mogła w rzeczywistości być ciemną powierzchnią księżyca MK 2.

Istnieje kilka teorii tłumaczących dlaczego księżyc może charakteryzować się czarną powierzchnią, nawet jeżeli krąży wokół planety karłowatej, która jest jasna jak świeży śnieg. Jedna z teorii mówi, że w przeciwieństwie do większych obiektów takich jak Makemake, MK2 jest na tyle mały, że nie może grawitacyjnie utrzymać jasnej, lodowej skorupy, która sublimuje, zmieniając stan skupienia ze stałego na gazowy pod wpływem promieniowania słonecznego. W ten sposób księżyc przypominałby komety i inne obiekty Pasa Kuipera, z których wiele pokrytych jest bardzo ciemną materią.

Gdy Charon – księżyc Plutona – został odkryty w 1978 roku astronomowie szybko obliczyli masę układu. Masa Plutona była kilkaset razy mniejsza od wcześniejszych szacunków. Dzięki odkryciu Charona astronomowie od razu mogli stwierdzić, że Pluton znacznie się różni od innych obiektów Układu Słonecznego. „To właśnie do takich rewolucyjnych wniosków może prowadzić odkrycie satelity krążącego wokół masywnego obiektu,” mówi Parker.

Źródło: Puls Kosmosu

Przekaż dalej

1 komentarz

  1. “…i nazwana na cześć bóstwa ludu z wyspy Rapa Nui.”

    Szerzej znanej jako Wyspa Wielkanocna 🙂