Pas Kuipera był niekończącym się źródłem odkryć w ciągu ostatniej dekady. Począwszy od karłowatej planety Eris, którą po raz pierwszy zaobserwowano w badaniu Obserwatorium Palomar przeprowadzonym przez Mike'a Browna w 2003 r., Odkryto wiele interesujących obiektów Pasa Kuipera (KBO), z których niektóre są porównywalne pod względem wielkości do Plutona.
Według nowego raportu IAU Minor Planet Center odkryto jeszcze jedno ciało poza orbitą Plutona. Ciało to, oficjalnie oznaczone jako 2014 UZ224, znajduje się około 14 miliardów km (90 jednostek AU lub 8,5 miliarda mil) od Słońca. Ta planeta karłowata jest nie tylko najnowszym członkiem naszej rodziny Solar, ale także drugim najdalszym ciałem od Słońca ze stabilną orbitą.
Odkrycia dokonał David Gerdes, profesor astrofizyki na Uniwersytecie Michigan oraz różni koledzy związani z Dark Energy Survey (DES) - projekt, który opiera się na Obserwatorium Cerro Tololo w Chile. W przeszłości badania Gerdesa koncentrowały się na wykrywaniu ciemnej energii i ekspansji Wszechświata.
W tym celu DES spędził ostatnie pięć lat badając około jednej ósmej nieba za pomocą kamery Dark Energy Camera (DECam), 570-megapikselowej kamery zamontowanej na teleskopie Victor M. Blanco w Cerro Tololo. Ten instrument został zamówiony przez USA. Departament Energii przeprowadził badania odległych galaktyk, a dr Gerdes miał swój udział w tworzeniu.
Nic dziwnego, że ta sama technologia pozwoliła również na odkrycia na skraju Układu Słonecznego. Właśnie dwa lata temu Gerdes rzucił wyzwanie grupie studentów studiów licencjackich (w ramach letniego projektu). Studenci ci sprawdzili zdjęcia wykonane przez DES w latach 2013-2016 pod kątem oznak poruszających się obiektów. Od tego czasu zespół analityczny powiększył się o starszych naukowców, doktorantów, studentów i doktorantów.
Podczas gdy odległe gwiazdy i galaktyki wyglądałyby nieruchomo na tych obrazach, odległe TNO pojawiały się w różnych miejscach w czasie - dlatego nazywane są „przejściowymi”. Jak wyjaśnia dr Gerdes w swoim arkuszu informacyjnym UZ224 2014, który jest dostępny na stronie głównej University of Michigan:
„Aby zidentyfikować stany przejściowe, zastosowaliśmy technikę znaną jako„ obrazowanie różnicowe ”. Kiedy robimy nowe zdjęcie, odejmujemy od niego zdjęcie tego samego obszaru nieba zrobione innej nocy. Przedmioty, które się nie zmieniają, znikają po odjęciu, a pozostały nam tylko transjenty… Ten proces daje miliony transjentów, ale tylko około 0,1% z nich okazuje się odległymi mniejszymi planetami. Aby je znaleźć, musimy „połączyć kropki” i ustalić, które stany przejściowe są w rzeczywistości takie same w różnych pozycjach w różne noce. Istnieje wiele kropek i WIELE innych możliwych sposobów ich połączenia. ”
To był trudny proces. Oprócz potrzeby tysięcy komputerów w Fermilab do przetwarzania setek terabajtów danych, zespół musiał napisać specjalne programy, aby to zrobić. Gerdes i jego koledzy polegali również na pomocy profesorów Masao Sako i Gary'ego Bernsteina z University of Pennsylvania, którzy przyczynili się do przełomowych odkryć, które pozwoliły im wykonać obrazowanie różnicowe w całym obszarze badań.
W końcu odkryto dziesiątki nowych obiektów transneptunowych (TNO), z których jednym był 2014 UZ224. Według ich obserwacji jego średnica może wynosić od 350 do 1200 km, a pokonanie jednej orbity naszego Słońca zajmuje 1136 lat. Ze względu na perspektywę Pluton ma 2370 km średnicy i okres orbitalny 248 lat.
Stephanie Hamilton, absolwentka Uniwersytetu Michigan, była osobiście zaangażowana w projekt. Jej rolą było określenie wielkości 2014 UZ224, co było trudne z samych początkowych obserwacji. Jak powiedziała Space Magazine pocztą elektroniczną:
„Jasność obiektu w samym świetle widzialnym zależy zarówno od jego wielkości, jak i od współczynnika odbicia, więc nie można jednoznacznie określić jednej z tych właściwości, nie przyjmując wartości dla drugiej. Na szczęście istnieje rozwiązanie tego problemu - ciepło emitowane przez obiekt jest również proporcjonalne do jego wielkości, więc uzyskanie pomiaru termicznego oprócz pomiarów optycznych oznacza, że moglibyśmy wówczas obliczyć rozmiar obiektu i albedo (współczynnik odbicia) bez konieczności zakładaj jedno lub drugie.
„Byliśmy w stanie uzyskać obraz naszego obiektu przy termicznej długości fali za pomocą Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) w Chile. Pracuję nad połączeniem wszystkich naszych danych, aby określić rozmiar i albedo, i spodziewamy się opublikować artykuł na temat naszych wyników około połowy listopada ”.
Ale podobnie jak w przypadku wszystkich rzeczy związanych z „planetami karłowatymi”, doszło do pewnego sporu dotyczącego tego odkrycia. Biorąc pod uwagę wymiary obiektu, niektórzy kwestionują, czy etykieta ma zastosowanie. Ale jak wskazuje Gerdes w arkuszu informacyjnym, ciało to spełnia większość warunków wstępnych:
„Zgodnie z oficjalnymi wytycznymi IAU planeta karłowata musi spełniać cztery kryteria. Musi a) okrążyć Słońce (sprawdź!), B) nie być satelitą (sprawdzić!) C) nie oczyścić okolicy wokół swojej orbity (sprawdzić!) I d) mieć wystarczającą masę, aby być okrągłym. Jest to ostatni element, który jest niepewny, a jedynym sposobem na pewno jest zrobienie zdjęcia, które jest wystarczająco szczegółowe, aby zobaczyć jego kształt. Niemniej jednak obiekt o średnicy ponad 400 km może być okrągły. ”
Gerdes i jego zespół oczekują, że będą zajęci, pisząc artykuł szczegółowo opisujący ich wyniki, korzystając z tablicy ALMA, aby uzyskać więcej ocen rozmiaru UZ224 2014, i przeszukując dane w poszukiwaniu kolejnych obiektów w Pasie Kuipera. Obejmuje to legendarną planetę 9, której astronomowie poszukiwali od lat.
Biorąc pod uwagę odległość od Słońca, na orbitę UZ224 2014 nie miałaby wpływu obecność Planety 9, a zatem nie jest pomocna. Jednak Gerdes jest optymistą, że dane o tym masywnym ciele znajdują się w danych. Biorąc pod uwagę czas i dużo przetwarzania danych, mogą go znaleźć! Tymczasem ten nowo odkryty obiekt prawdopodobnie będzie punktem centralnym wielu fascynujących badań.
„Jest to interesujący obiekt sam w sobie - odległe obiekty takie jak„ kosmiczne resztki ”z pierwotnego dysku, który dał początek Układowi Słonecznemu,” pisze Gerdes. „Studiując je i dowiadując się więcej o ich rozmieszczeniu, cechach orbitalnych, rozmiarach i właściwościach powierzchni, możemy dowiedzieć się więcej o procesach, które dały początek Układowi Słonecznemu i ostatecznie nam.”
