Jak studiujesz niezwykle małe ciało planetarne w słabych zewnętrznych obszarach naszego Układu Słonecznego? Poproś wszystkich przyjaciół z całego świata, aby czekali na bardzo nieuchwytne - jeśli nie krótkotrwałe - wydarzenie specjalne. Wejdź do Jamesa Elliota z MIT, który pracował z dziesiątkami obserwatoriów i astronomów na całym świecie, w tym Jayem Pasachoffem z Williams College w Massachusetts, próbując uczynić obserwacje obiektu Kuiper Belt Object 55636 (znanym również jako 2002 TX300) małym ciałem krążące około 48 jednostek AU od Słońca. Ponieważ to KBO jest zbyt małe i odległe do bezpośrednich obserwacji jego powierzchni, astronomowie śledzili i wykreślali jego kurs, zastanawiając się, kiedy przejdzie przed odległą gwiazdą.
KBO zakryło lub przeszło przed jasną gwiazdą tła, wydarzenie, które trwało tylko 10 sekund. Ale w tak krótkim czasie astronomowie byli w stanie określić rozmiar obiektu i albedo. Oba te wyniki były zaskakujące.
Stwierdzono, że 55636 jest mniejszy niż wcześniej sądzono, ma średnicę 300 km, ale jest bardzo odblaskowy, co oznacza, że jest pokryty świeżym, białym lodem.
Najbardziej znane KBO mają ciemne powierzchnie z powodu wietrzenia kosmosu, gromadzenia się pyłu i bombardowania promieniami kosmicznymi, więc jasność 55636 implikuje, że ma aktywny mechanizm wynurzania się, a może w niektórych przypadkach lód słodkiej wody może utrzymywać się przez miliardy lat w zewnętrznych obszarach Układu Słonecznego.
42 astronomów z 18 obserwatoriów znajdujących się w Australii, Nowej Zelandii, Afryce Południowej, Meksyku i USA uczestniczyło w obserwacjach, ale z powodu pogody i czasu tylko dwa obserwatoria, oba na Hawajach, były w stanie wykryć okultyzację. Współpracując z Wayne Rosing, Pasachoff koordynował obserwacje w globalnej sieci teleskopów obserwacyjnych Las Cumbres w kraterze Haleakala na Maui na Hawajach.
Ale Pasachoff powiedział Space Magazine, że posiadanie dwóch różnych kątów widzenia do pracy zapewniało możliwość dość dokładnych pomiarów KBO.
„Absolutnie kluczowe było posiadanie drugiego miejsca obserwacji” - powiedział. „Bez tego my
nie wiedzielibyśmy, gdzie na okrągłym lub eliptycznym ciele przechodzi akord, linia okultyzmu i nie moglibyśmy ustalić górnej granicy wielkości ciała. ”
Pasachoff dodał, że akord w pobliżu krawędzi wielkiego ciała może być znikomo mały, ilustrując, dlaczego potrzebowali co najmniej dwóch akordów.
Chociaż powierzchnie innych silnie odbijających ciał w Układzie Słonecznym, takich jak planeta karłowata Pluton i księżyc Saturna Enceladus, są stale odnawiane świeżym lodem ze skraplania się gazów atmosferycznych lub przez kriowulkanizm wyrzucający wodę zamiast lawy, 55636 jest zbyt mały aby te mechanizmy działały.
„Zaskakującą rzeczą w miliardletnim obiekcie, który jest tak odblaskowy, jest to, że utrzymał lub odnowił swój współczynnik odbicia”, powiedział Pasachoff, „więc możliwości obejmują ciemnienie, o którym wiemy, że zachodzi w wewnętrznym układzie słonecznym, jest znacznie mniej prawdopodobne. tam; lub obiekt odnawia lód lub mróz od wewnątrz. Potrzebujemy nowych obserwacji lub więcej KBO z okultyzmami i potrzebujemy więcej pracy teoretycznej. ”
Była to pierwsza udana „planowana” obserwacja KBO przy użyciu metody okultystycznej gwiezdnej. W 2009 r. Inny zespół przeszukał cztery i pół roku danych Hubble'a, aby znaleźć przy okultyzmie bardzo małych KBO 975 metrów (3200 stóp) w poprzek i odległych 6,7 miliarda kilometrów (4,2 miliarda mil).
Od kilku lat Pasachoff i jego zespół z Williams College współpracują z Elliotem i innymi osobami z MIT, a także Amandą Gulbis z Południowoafrykańskiego Obserwatorium Astronomicznego, aby badać Plutona przez okultyzm. Dzięki dokładnym pomiarom jasności gwiazdy, gdy Pluton ukrywa ją lub zakrywa, wykazali, że atmosfera Plutona nieco się ocieplała lub rozszerzała. Głównym celem jest teraz sprawdzenie, jak zmienia się atmosfera. Będzie to szczególnie istotne w przypadku statku kosmicznego New Horizons w drodze do Plutona.
Pasachoff powiedział, że wiedział, że albedo 55636 będzie jasne, ale był zaskoczony, jak jasne było. Uważa się, że początki tego obiektu wynikają ze zderzenia, które miało miejsce miliard lat temu między jedną z trzech znanych planet karłowatych w Pasie Kuipera, Haumea a innym obiektem, który spowodował, że lodowy płaszcz Haumei rozpadł się na kilkanaście mniejszych ciał, w tym 55636.
„Mike Brown (KBO i łowca planet karłowatych z Caltech) powiedział mi w zeszłym roku, przed obserwacjami, że obiekt będzie odblaskowy, ponieważ należy do rodziny Haumea, a sam Haumea ma wysokie albedo”, powiedział Pasachoff.
W zeszłym roku Pasachoff współpracował z Brownem i jego zespołem, próbując uchwycić wzajemne okultyzacje tranzytów Haumei z jego księżycem Namaka za pomocą 5-metrowego teleskopu Palomar, ale nie udało im się wykryć niezwykle małego efektu, biorąc pod uwagę okres szybkiej rotacji Haumei .
Elliot zastosował metodę okultystyczną, aby odkryć pierścienie Urana przed dziesięcioleciami i nadal ją popiera.
Pasachoff powiedział, że ostatnia obserwacja 55636 była bardzo satysfakcjonująca. „To była niesamowita obserwacja i byłem bardzo zadowolony, że mogłem być jej częścią”. Powiedział. „Jestem dumny, że wszystkie trzy wykresy w artykule Nature i obie udane obserwacje zostały zaaranżowane lub wykonane przez nasz zespół Williams College.”
Dodał, że każda taka obserwacja obejmuje co najmniej te cztery elementy: prognozy astrometryczne, obserwacje, redukcja danych, interpretacja.
„Mieliśmy szczęście i byliśmy zainteresowani powodzeniem obserwacji” - powiedział Pasachoff. „Należy jednak zauważyć, że Jim Elliot i jego koledzy z MIT i obserwatorium Lowell od lat pracują nad dopracowaniem metod prognozowania, aby były wystarczająco dokładne do tego celu. To wydarzenie było po raz pierwszy, gdy prognozy były wystarczająco dokładne, aby zasłużyć na wszechstronną prasę teleskopów, które zmontowaliśmy. To, że wybraliśmy to wydarzenie, blisko środka prognozy rozruchu, jest zasługą zespołu astrometrii. ”
Uwaga: ten artykuł został zaktualizowany 6/20.
Źródła: Williams College (i wymiana wiadomości e-mail z Jayem Pasachoffem), MIT, BBC, Nature
