Polscy kandydaci na „planety karłowate”
Astronomowie z Uniwersytetu Warszawskiego, pracujący przy projekcie OGLE,
odnaleźli na krańcach Układu Słonecznego cztery ciała, które ze względu na
swoją wielkość mogą zostać zaliczone do katalogu "planet karłowatych".
Obiekty te to największe ciała w naszym systemie planetarnym, odkryte jak
dotąd przez polskich astronomów.
Naukowcy od długiego czasu przypuszczali, że peryferia Układu Słonecznego
mogą kryć wiele tajemnic. Podejrzewano, że w obszarze tym – położonym
kilkadziesiąt razy dalej niż Ziemia od Słońca – znajduje się pas drobnych
obiektów, tzw. pas Kuipera, podobny do klasycznego pasa asteroid,
zlokalizowanego pomiędzy orbitami Marsa i Jowisza. Jednak na odkrycie
pierwszego obiektu z tego rejonu trzeba było czekać aż do początku lat 90.
ubiegłego wieku.
Na początku XXI wieku liczba ciał znajdowanych na krańcach Układu Słonecznego
zaczęła szybko wzrastać, dzięki wyspecjalizowanym przeglądom nieba prowadzonym
z północnej półkuli, głównie z terenu Stanów Zjednoczonych. Większość nowych
obiektów była drobnymi ciałami, porównywalnymi z klasycznymi asteroidami.
Okazało się jednak, że oprócz ciał krążących po typowo planetarnych orbitach,
określanych obecnie jako obiekty transneptunowe, szereg nowych ciał krąży po
mocno wydłużonych orbitach eliptycznych. Kategorię tę nazwano obiektami dysku
rozproszonego.
Ku zaskoczeniu astronomów oprócz ciał niewielkich, odkryto również kilka
obiektów o zdumiewająco dużych rozmiarach. Szybko okazało się, że niektóre
z nich dorównują rozmiarami krążącej w podobnej odległości planecie Pluton,
a obiekt o nazwie Eris wręcz ją przewyższa. Doprowadziło to do głośnych w
świecie naukowym dyskusji, dotyczących definicji planety i w konsekwencji do
zdegradowania Plutona do kategorii planet "karłowatych", którą tworzy wraz z
kilkoma nowoodkrytymi obiektami. Pozostałe osiem planet – od Merkurego do
Neptuna to planety klasyczne.
Astronomowie szybko uświadomili sobie niezmiernie ważną rolę i konieczność
badań obiektów znajdujących się na peryferiach Układu Słonecznego.
Najprawdopodobniej są to "zakonserwowane" resztki materii z czasów powstawania
Układu Słonecznego, co oznacza, że ich zbadanie powinno dostarczyć cennych
informacji o narodzinach i ewolucji naszego systemu planetarnego.{mospagebreak}Odkrywanie tak odległych obiektów jest niezmiernie trudne – świecą bardzo słabo,
odbijając światło dalekiego Słońca, występują rzadko i poruszają się wolno po
swych orbitach, co utrudnia ich detekcję. Podjęcie kompleksowego przeglądu nieba
w celu poszukiwania tych ciał jest więc dużym wyzwaniem, wymagającym użycia
wyspecjalizowanego sprzętu obserwacyjnego.
Zadania tego podjęła się grupa polskich astronomów pracująca w zespole OGLE,
prowadzonym od kilkunastu lat w Obserwatorium Astronomicznym Uniwersytetu
Warszawskiego pod kierownictwem prof. Andrzeja Udalskiego. Program poszukiwania
obiektów z pasa Kuipera powstał przy współpracy z astronomami amerykańskimi z
zespołu prof. Scotta Shepparda z Department of Terrestrial Magnetism w Carnegie
Institution of Washington.
Projekt ten dobrze wpisuje się w nowe możliwości obserwacyjne OGLE, w właśnie
rozpoczętej fazie projektu – OGLE-IV. Skonstruowana w Obserwatorium Astronomicznym
UW jedna z najnowocześniejszych na świecie kamer obrazujących niebo, zainstalowana
przy 1.3 m teleskopie warszawskim w Obserwatorium Las Campanas w Chile, pozwala
uzyskać fotografie dużych obszarów nieba, co znacząco zwiększa szanse detekcji
rzadko występujących obiektów transneptunowych. Co ważniejsze, wielkie obszary
nieba południowego nie były jak dotąd przeszukiwane pod kątem wykrywania obiektów
plutonopodobnych i mogą one kryć wiele niespodzianek – podobnie, jak to było na
półkuli północnej w pierwszych latach XXI wieku.
Projekt OGLE-IV rozpoczął regularne poszukiwania obiektów pasa Kuipera z początkiem
marca bieżącego roku. Szybko okazało się, że oczekiwania warszawskich astronomów
nie były bezpodstawne – do tej pory odkryto już cztery obiekty tego typu. Po
uzyskaniu dodatkowych obserwacji w celach weryfikacji i obliczeniu orbit
wokółsłonecznych wszystkie ciała zostały zarejestrowane w Centrum Małych Planet
Międzynarodowej Unii Astronomicznej, jako nowe odkrycia. Zgodnie z obowiązującymi
konwencjami nadano im prowizoryczne nazwy: 2010 EK139, 2010 EL139, 2010 FX86 i
2010 HE79.
Już pierwsze obserwacje wykazały, że wszystkie cztery nowoodkryte ciała Układu
Słonecznego są bardzo interesujące i należą do wyjątkowo dużych obiektów. 2010
EL139, 2010 FX86 i 2010 HE79 są typowymi obiektami trans-neptunowymi, a 2010 EK139,
który ma bardzo wyciągniętą orbitę, jest typowym przedstawicielem obiektów dysku
rozproszonego.
Obiekty pasa Kuipera, jak wszystkie inne planety w Układzie Słonecznym, świecą
odbitym światłem słonecznym, czyli zachowują się jak lusterka. Ich jasność zależy
od odległości od Ziemi i Słońca, rozmiarów ciała i zdolności odbijania jego
powierzchni. Ponieważ odległość do obiektu jest znana, to – zakładając zdolność
odbijania – możemy oszacować rozmiary obiektu.
Obiekty skalisto-kamienne, takie jak Księżyc, niektóre planety karłowate czy
asteroidy, odbijają typowo zaledwie około 5 proc. padającego światła. Te pokryte
lodem mogą go odbijać dużo więcej – nawet do 50 proc.
Proste obliczenia pokazują więc, że nawet najmniejsze z odkrytych ciał – 2010
EL139 i 2010 HE79 – mają średnicę rzędu kilkuset kilometrów, natomiast 2010
FX86 nawet prawie 800 km (jeśli odbija światło jak Księżyc).{mospagebreak}Niewątpliwie jednak najciekawszym z odkrytych obiektów jest 2010 EK139. To
największy obiekt odnaleziony w ostatnich kilku latach, znajdujący się w końcu
pierwszej dwudziestki największych ciał w Układzie Słonecznym (nie wliczając
klasycznych planet). Jego średnica może sięgać nawet ponad tysiąc kilometrów,
o ile jego powierzchnia jest skalista. To prawie połowa średnicy Plutona
i więcej niż średnica największej planety "karłowatej" z klasycznego pasa
asteroid – Ceres. 2010 EK139 jest zatem świetnym kandydatem na kolejną planetę
"karłowatą". Dalsze obserwacje prowadzone przy użyciu wielkich teleskopów pozwolą
uzyskać dokładniejszą charakterystykę tego cieła.
Bardzo dobrze znana jest już orbita wokółsłoneczna obiektu 2010 EK139. Okazało się
bowiem, że był on obserwowany już w latach 2002-2005 przez przeglądy wykonywane na
półkuli północnej. Jednak nie został wtedy odkryty. Z pomocą tych archiwalnych
danych udało się teraz wyznaczyć bardzo dokładną trajektorię ciała. Obiega ono
Słońce w ciągu 580 lat po bardzo wydłużonej orbicie, której dłuższa półoś wynosi
aż blisko 70 odległości Ziemia-Słońce. Orbita nachylona jest pod kątem 29 stopni do
płaszczyzny orbity Ziemi.
Przegląd nieba w poszukiwaniu obiektów pasa Kuipera wykonywany przez projekt
OGLE-IV będzie kontynuowany w Obserwatorium Las Campanas w Chile do października –
do pełnego pokrycia niezbadanych dotąd obszarów nieba. Według naukowców z Obserwatorium
Astronomicznego UW, zachęcające wyniki wstępne pozwalają mieć nadzieję na dalsze
ekscytujące odkrycia.
Odkrywanie nowych obiektów Układu Słonecznego to kolejna dziedzina współczesnej
astrofizyki planetarnej, do której projekt OGLE wnosi znaczący wkład. W ubiegłych
latach projekt dokonał pionierskich odkryć także w dziedzinie planet pozasłonecznych –
po raz pierwszy z sukcesem wykorzystując dwie nowe metody fotometryczne: tranzytów i
mikrosoczewkowania grawitacyjnego.
W skład zespołu OGLE wchodzą naukowcy z Obserwatorium Astronomicznego UW:
prof. dr hab. Andrzej Udalski, prof. dr hab. Marcin Kubiak, prof. dr hab. Michał Szymański,
prof. dr hab Grzegorz Pietrzyński, dr hab. Igor Soszyński, dr Łukasz Wyrzykowski,
mgr Radosław Poleski, mgr Krzysztof Ulaczyk. W projekcie poszukiwań obiektów pasa
Kuipera uczestniczą także astronomowie amerykańscy: prof. Scott Sheppard i
prof. Chadwick Trujillo.
/PAP – Nauka w Polsce
Zaloguj się Logowanie