Źródło zdjęcia: NASA
Najnowszym zadaniem Kosmicznego Teleskopu Hubble'a jest wyśledzenie nieuchwytnych obiektów podobnych do Plutona, które czają się na skraju naszego Układu Słonecznego - z których wiele zdaje się podróżować parami, takimi jak Pluton i jego księżyc Charon. Obiekty te są klasyfikowane jako Obiekty Pasa Kuipera (KBO) i można je znaleźć w rozległym pasie obok Neptuna. Do tej pory stwierdzono, że 1% KBO to układy binarne, co zastanawia astronomów.
Kosmiczny Teleskop Hubble'a NASA jest na tropie intrygującej nowej klasy obiektu Układu Słonecznego, który można nazwać Plutonem „mini-ja”? słabe i przelotne obiekty, które podróżują parami w oziębłym, tajemniczym zewnętrznym królestwie Układu Słonecznego zwanym Pasem Kuipera.
W wynikach opublikowanych dzisiaj w czasopiśmie Nature zespół astronomów pod przewodnictwem Christiana Veilleta z Canada-France-Hawaii Telescope Corporation (CFHT) w Kamuela na Hawajach podaje najbardziej szczegółowe jak dotąd obserwacje obiektu Kuiper Belt (KBO) 1998 WW31, który został odkryty cztery lata temu i został uznany za binarny w ubiegłym roku przez CFHT.
Pluton i jego księżyc Charon oraz niezliczone lodowe ciała zwane KBO zamieszkują rozległy obszar kosmiczny zwany Pasem Kuipera. Ten „złomowisko” materiału pozostałego z formowania się Układu Słonecznego rozciąga się od orbity Neptuna do 100 razy tak daleko, jak Ziemia znajduje się od Słońca (około 93 milionów mil) i jest źródłem co najmniej połowy krótkotrwałe komety, które śmigają przez nasz Układ Słoneczny. Dopiero niedawno astronomowie odkryli, że niewielki procent KBO to tak naprawdę dwa obiekty krążące wokół siebie, zwane binariami.
„Ponad jeden procent z około 500 znanych KBO jest w rzeczywistości binarny: zagadkowy fakt, dla którego zostanie zaproponowanych wiele wyjaśnień na temat bardzo ekscytującej i szybko rozwijającej się dziedziny badań w nadchodzących latach”, mówi Veillet.
Hubble był w stanie zmierzyć całkowitą masę pary na podstawie ich wzajemnej 570-dniowej orbity (technika, którą Izaak Newton zastosował 400 lat temu do oszacowania masy naszego Księżyca). „Para nieparzysta” z 1998 r. WW31 razem jest około 5000 (0,0002) razy mniej masywna niż Pluton i Charon.
Podobnie jak para łyżwiarzy walcowych, binarne KBO obracają się wokół wspólnego środka ciężkości. Orbita WW31 z 1998 r. Jest najbardziej ekscentrycznym jak dotąd zmierzonym dla dowolnego obiektu podwójnego układu słonecznego lub satelity planetarnego. Jego orbitalna odległość zmienia się dziesięciokrotnie, od 2500 do 25 000 mil (od 4000 do 40 000 kilometrów). Trudno jest ustalić, w jaki sposób KBO podróżują parami. Mogą powstać w ten sposób, rodzą się jak bliźniaki lub mogą powstać w wyniku zderzeń, w których jedno ciało jest podzielone na dwie części.
Od czasu odkrycia pierwszego KBO w 1992 roku astronomowie zastanawiali się, ile KBO może być binariami, ale ogólnie zakładano, że obserwacje byłyby zbyt trudne dla większości teleskopów. Jednak spostrzeżenia, które można uzyskać z badań binarnych KBO, byłyby znaczące: pomiar orbit binarnych zapewnia oszacowanie mas KBO, a wzajemne zaćmienia binarnych pozwalają astronomom określić indywidualne rozmiary i gęstości. Zakładając, że pewna część KBO powinna być binarna - tak jak odkryto to w pasie asteroid - astronomowie w końcu zaczęli szukać par KBOs splecionych grawitacyjnie.
Wreszcie, dokładnie rok temu, 16 kwietnia 2001 r., Veillet i współpracownicy ogłosili pierwsze odkrycie binarnego KBO: 1998 WW31. Od tego czasu astronomowie donieśli o odkryciach jeszcze sześciu binarnych KBO. „To niesamowite, że coś, co wydaje się tak trudne i zajmuje wiele lat, może wywołać lawinę odkryć”, mówi Veillet. Cztery z tych odkryć dokonano za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a: dwa zostały odkryte dzięki programowi prowadzonemu przez Michaela Browna z Kalifornijskiego Instytutu Technologii w Pasadenie w Kalifornii, a dwa kolejne dzięki programowi prowadzonemu przez Keitha Nolla z Kosmicznego Teleskopu Instytutu Nauki w Baltimore, MD. Czułość i rozdzielczość Hubble'a jest idealna do badania binarnych KBO, ponieważ obiekty są tak słabe i tak blisko siebie.
Pas Kuipera jest jednym z ostatnich dużych brakujących elementów układanki, które pozwalają zrozumieć pochodzenie i ewolucję naszego Układu Słonecznego i układów planetarnych wokół innych gwiazd. Dyski pyłowe widoczne wokół innych gwiazd można uzupełnić przez zderzenia między obiektami typu Pasa Kuipera, co wydaje się być powszechne wśród gwiazd. Zderzenia te dają fundamentalne wskazówki do narodzin układów planetarnych.
Oryginalne źródło: Hubble News Release
