Wrażenia artystów na małe KBO wykryte przez Hubble'a podczas tranzytu gwiazdy. Boczek (STScI)
Podobnie jak znalezienie igły w stogu siana, Kosmiczny Teleskop Hubble'a odkrył najmniejszy obiekt, jaki kiedykolwiek widział w świetle widzialnym w Pasie Kuipera. Chociaż Hubble nie obrazował tego KBO bezpośrednio, jego wykrycie jest nadal imponujące. Obiekt ma tylko 975 metrów średnicy (3200 stóp) i jest oddalony o 6,7 miliarda kilometrów (4,2 miliarda mil). Najmniejszy obiekt pasa Kuipera (KBO) widziany wcześniej w świetle odbitym ma średnicę około 48 km (50 mil) lub 50 razy większą. To pierwszy dowód obserwacyjny dla populacji ciał wielkości komety w Pasie Kuipera.
Obiekt wykryty przez Hubble'a jest tak słaby - na 35 magnitudo - jest 100 razy ciemniejszy niż to, co Hubble może zobaczyć bezpośrednio.
Więc w jaki sposób teleskop kosmiczny odkrył tak małe ciało? Charakterystyczny podpis małego włóczęgi został wyodrębniony z danych wskazujących Hubble'a, a nie przez bezpośrednie obrazowanie. Kiedy obiekt minął gwiazdę, instrumenty Hubble'a wychwyciły zasłonę.
Hubble ma trzy przyrządy optyczne o nazwie Fine Guidance Sensors (FGS). FGS dostarczają precyzyjnych informacji nawigacyjnych do systemów kontroli położenia obserwatorium kosmicznego, patrząc na wybrane gwiazdy przewodnie do wskazywania. Czujniki wykorzystują falową naturę światła do precyzyjnego pomiaru położenia gwiazd.
W szczegółach artykuł opublikowany w numerze czasopisma z 17 grudnia Natura, Hilke Schlichting z California Institute of Technology w Pasadenie w Kalifornii i jej współpracownicy ustalili, że instrumenty FGS są tak dobre, że mogą zobaczyć efekty małego obiektu przechodzącego przed gwiazdą. Spowodowałoby to krótką sygnaturę okultystyczną i dyfrakcyjną w danych FGS, gdy światło z gwiazdy prowadzącej w tle zostało wygięte wokół pośredniej KBO na pierwszym planie.
Do analizy wybrali 4,5-letnie obserwacje FGS. W tym okresie Hubble spędził w sumie 12 000 godzin, patrząc na pas nieba w odległości 20 stopni od płaszczyzny ekliptyki Układu Słonecznego, gdzie powinna mieszkać większość KBO. Zespół przeanalizował obserwacje FGS 50 000 gwiazd prowadzących.
Przeszukując ogromną bazę danych, Schlichting i jej zespół znaleźli pojedyncze, trwające 0,3 sekundy wydarzenie okultystyczne. Było to możliwe tylko dlatego, że instrumenty FGS próbkują zmiany w świetle gwiazd 40 razy na sekundę. Czas trwania okultyzmu był krótki, głównie ze względu na orbitalny ruch Ziemi wokół Słońca.
Zakładali, że KBO jest na okrągłej orbicie i nachylony o 14 stopni w kierunku ekliptyki. Odległość KBO została oszacowana na podstawie czasu okultyzmu, a ilość ściemnienia została użyta do obliczenia wielkości obiektu. „Byłem bardzo podekscytowany, gdy znalazłem to w danych”, mówi Schlichting.
Obserwacje pobliskich gwiazd Hubble'a pokazują, że wiele z nich ma otaczające je dyski lodowate gruzu podobne do Pasa Kuipera. Te dyski są pozostałością formacji planetarnej. Przewiduje się, że przez miliardy lat szczątki powinny zderzać się, miażdżąc obiekty typu KBO na coraz mniejsze kawałki, które nie były częścią pierwotnej populacji Pasa Kuipera. Pas Kuipera ewoluuje zatem kolizyjnie, co oznacza, że lodowata zawartość regionu została zmodyfikowana w ciągu ostatnich 4,5 miliarda lat.
Odkrycie stanowi silną ilustrację zdolności zarchiwizowanych danych Hubble'a do tworzenia ważnych nowych odkryć. W celu odkrycia dodatkowych małych KBO, zespół planuje przeanalizować pozostałe dane FGS przez prawie cały czas trwania operacji Hubble'a od jego uruchomienia w 1990 roku.
Źródło: HubbleSite
