Eris zmierzona w trakcie okultacji

Eris zmierzona w trakcie okultacjiOriginal Press Release

This artist's impression shows the distant dwarf planet Eris. New observations have shown that Eris is smaller than previously thought and almost exactly the same size as Pluto. Eris is extremely reflective and its surface is probably covered in frost formed from the frozen remains of its atmosphere.Dzięki okultacji – rzadkiemu zakryciu słabej gwiazdy – astronomom udało się precyzyjnie zmierzyć średnicę dalekiej planety karłowej Eris.

To nadzwyczajne jak wiele można dowiedzieć się korzystając ze względnie małych teleskopów się o małym i odległym obiekcie, takim jak Eris, obserwując jej przejście przed  słabą, oddaloną gwiazdą. Pięć lat po utworzeniu nowej klasy planet karłowych, wreszcie udało się nam lepiej poznać jeden z tych obiektów

Bruno Sicardy
LESIA-Observatoire de Paris (OBSPM)

W listopadzie 2010 roku odległa planeta karłowa Eris zakryła leżącą w tle słabą gwiazdę (zjawisko takie nazywane jest także okultacją lub po prostu zakryciem). Tego typu zdarzenia są bardzo rzadkie, a w przypadku Eris, ze względu na jej odległość i niewielkie rozmiary, trudne do obserwacji. Następna okultacja gwiazdy przez Eris nie nastąpi przed 2013. Zakrycia stanowią jedną z najdokładniejszych, a czasem także jedyną metodę pozwalającą określić kształt i średnicę dalekich ciał Układu Słonecznego (red: i nie tylko, zakrycia są bowiem stosowane przez teleskop kosmiczny Kepler do poszukiwania egzoplanet).

Gwiazda, która miała zostać zakryta przez Eris została zidentyfikowana na podstawie analizy zdjęć z 2,2-metrowego teleskopu MPG/ESO w Obserwatorium La Silla. Obserwacje zostały starannie zaplanowane i przeprowadzone przez międzynarodowy zespół astronomów głównie francuskich, belgijskich, hiszpańskich i brazylijskich za pomocą m.in.  teleskopu TRAPPIST.

„Obserwowanie zakryć niewielkich ciał Układu Słonecznego, znajdujących się daleko poza Neptunem, wymaga wielkiej precyzji i bardzo starannego planowania. To – poza poleceniem na miejsce – najlepszy sposób na zmierzenie rozmiaru Eris „- mówi Bruno Sicardy, główny autor publikacji.

Zakrycie próbowano zaobserwować w 26 miejscach znajdujących się w obrębie przewidywanej ścieżki cienia planety karłowej – w tym przez kilka teleskopów amatorskich, ale jedynie w dwóch miejscach – obu w Chile – obserwacje się powiodły. Jednym z tych miejsc było Obserwatorium ESO w La Silla, korzystające z teleskopu TRAPPIST. Drugim  – obserwatorium położone w San Pedro de Atakama, korzystające z dwóch teleskopów – teleskopu Caisey Harlingten i teleskopu ASH2. Wszystkie trzy teleskopy zarejestrowały nagły spadek jasności, gdy Eris zablokowała światło odległej gwiazdy.

Dane uzyskane przez oba chilijskie obserwatoria wskazują, że Eris ma kształt zbliżony do sferycznego. Jeżeli tylko na mierzonym obiekcie nie występują formy topograficzne takie jak duże góry, to pomiary powinny być dokładne – w przypadku Eris, będącej dużym lodowym obiektem tego typu struktury są jednak mało prawdopodobne.

Eris odkryto w 2005 roku. Okazała się dużym obiektem krążącym na peryferiach Układzu Słonecznego a jej odkrycie było jedną z przesłanek, które doprowadziły do zdefiniowania nowej klasy obiektów zwanych planetami karłowymi i degradacji Plutona, który do klasy tej dołączył w 2006 roku. Eris znajduje się obecnie trzy razy dalej od Słońca niż Pluton. Jednak podczas gdy z wcześniejszych obserwacji za pomocą innych metod wynikało, że Eris jest prawdopodobnie o około 25% większa od Plutona mając szacowaną średnicę około 3000 kilometrów, nowe wyniki pokazują, że oba obiekty są praktycznie takie same pod względem rozmiarów. Nowo wyznaczona średnica Eris to 2326 km, z dokładnością do 12 km. To czyni rozmiar Eris lepiej poznanym niż Plutona, którego średnica szacowana jest na między 2300 a 2400 km. Średnica Plutona jest trudniejsza do zmierzenia z powodu istnienia atmosfery, która czyni brzeg tego obiektu niemożliwym do jednoznacznego wykrycia za pomocą zakryć. Ruch księżyca Eris, Dysnomii, został wykorzystany do oszacowania masy planety karłowej. Z danych wynika, że jest ona 27% masywniejsza od Plutona. Dzięki poznaniu średnicy możliwe było wyznaczenie gęstości Eris, która naukowscy oszacowali na 2,52 g/cm³.

„Gęstość ta oznacza, że Eris to prawdopodobnie duży skalisty obiekt pokrytym stosunkowo cienkim płaszczem lodu „- mówi Emmanuel Jehin.

Z uzyskanych obserwacji wynika, że powierzchnia Eris odbija 96% światła, które na nią pada. To lepszy wynik niż świeżego, ziemskiego śniegu. Czyni to z Eris jednym z  najlepiej odbijających światło obiektów w Układzie Słonecznym, razem z lodowym księżycem Saturna – Enceladusem. Jej widmo wskazuje, że owa jasna powierzchnia najprawdopodobniej składa się z bogatego w azot lodu (wodnego?) zmieszanego z zamrożonym metanem, który pokrywa powierzchnię planety karłowej cienką i bardzo dobrze odbijającą światło warstwą o grubości nie większej niż milimetr.

„Ta warstwa lodu może powstawać z azotowej lub metanowej atmosfery planety karłowej, gdy ta kondensuje jako szron na jej powierzchni, w miarę jak Eris oddala się od Słońca na bardzo wydłużonej orbicie w coraz bardziej zimne regiony „- mówi Jehin. Lód być może powraca do formy gazowej gdy Eris zbliża się do najbliższego Słońcu punktu swojej orbity leżącego w odległości około 5,7 miliarda kilometrów od naszej gwiazdy.

Nowe wyniki umożliwiły badaczom oszacowanie temperatury powierzchni planety karłowej – obserwacje wskazuję, że temperatura powierzchni skierowanej ku Słońcu nie przekracza -238°C. Nocna strona Eris jest jeszcze zimniejsza.

Źródła:

Faraway Eris is Pluto’s Twin

This artist's impression shows the distant dwarf planet Eris. New observations have shown that Eris is smaller than previously thought and almost exactly the same size as Pluto. Eris is extremely reflective and its surface is probably covered in frost formed from the frozen remains of its atmosphere.Astronomers have accurately measured the diameter of the faraway dwarf planet Eris for the first time by catching it as it passed in front of a faint star. This event was seen at the end of 2010 by telescopes in Chile, including the Belgian TRAPPIST telescope at ESO’s La Silla Observatory. The observations show that Eris is an almost perfect twin of Pluto in size. Eris appears to have a very reflective surface, suggesting that it is uniformly covered in a thin layer of ice, probably a frozen atmosphere. The results will be published in the 27 October 2011 issue of the journal Nature.

In November 2010, the distant dwarf planet Eris passed in front of a faint background star, an event called an occultation. These occurrences are very rare and difficult to observe as the dwarf planet is very distant and small. The next such event involving Eris will not happen until 2013. Occultations provide the most accurate, and often the only, way to measure the shape and size of a distant Solar System body.

The candidate star for the occultation was identified by studying pictures from the MPG/ESO 2.2-metre telescope at ESO’s La Silla Observatory. The observations were carefully planned and carried out by a team of astronomers from a number of (mainly French, Belgian, Spanish and Brazilian) universities using — among others — the TRAPPIST [1] (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope, eso1023) telescope, also at La Silla.

“Observing occultations by the tiny bodies beyond Neptune in the Solar System requires great precision and very careful planning. This is the best way to measure Eris’s size, short of actually going there,” explains Bruno Sicardy, the lead author.

Observations of the occultation were attempted from 26 locations around the globe on the predicted path of the dwarf planet’s shadow — including several telescopes at amateur observatories, but only two sites were able to observe the event directly, both of them located in Chile. One was at ESO’s La Silla Observatory using the TRAPPIST telescope, and the other was located in San Pedro de Atacama and used two telescopes [2]. All three telescopes recorded a sudden drop in brightness as Eris blocked the light of the distant star.

The combined observations from the two Chilean sites indicate that Eris is close to spherical. These measurements should accurately measure its shape and size as long as they are not distorted by the presence of large mountains. Such features are, however, unlikely on such a large icy body.

Eris was identified as a large object in the outer Solar System in 2005. Its discovery was one of the factors that led to the creation of a new class of objects called dwarf planets and the reclassification of Pluto from planet to dwarf planet in 2006. Eris is currently three times further from the Sun than Pluto.

While earlier observations using other methods suggested that Eris was probably about 25% larger than Pluto with an estimated diameter of 3000 kilometres, the new study proves that the two objects are essentially the same size. Eris’s newly determined diameter stands at 2326 kilometres, with an accuracy of 12 kilometres. This makes its size better known than that of its closer counterpart Pluto, which has a diameter estimated to be between 2300 and 2400 kilometres. Pluto’s diameter is harder to measure because the presence of an atmosphere makes its edge impossible to detect directly by occultations. The motion of Eris’s satellite Dysnomia [3] was used to estimate the mass of Eris. It was found to be 27% heavier than Pluto [4]. Combined with its diameter, this provided Eris’s density, estimated at 2.52 grams per cm3 [5].

“This density means that Eris is probably a large rocky body covered in a relatively thin mantle of ice,” comments Emmanuel Jehin, who contributed to the study [6].

The surface of Eris was found to be extremely reflective, reflecting 96% of the light that falls on it (a visible albedo of 0.96 [7]). This is even brighter than fresh snow on Earth, making Eris one of the most reflective objects in the Solar System, along with Saturn’s icy moon Enceladus. The bright surface of Eris is most likely composed of a nitrogen-rich ice mixed with frozen methane — as indicated by the object’s spectrum — coating the dwarf planet’s surface in a thin and very reflective icy layer less than one millimetre thick.

“This layer of ice could result from the dwarf planet’s nitrogen or methane atmosphere condensing as frost onto its surface as it moves away from the Sun in its elongated orbit and into an increasingly cold environment,” Jehin adds. The ice could then turn back to gas as Eris approaches its closest point to the Sun, at a distance of about 5.7 billion kilometres.

The new results also allow the team to make a new measurement for the surface temperature of the dwarf planet. The estimates suggest a temperature for the surface facing the Sun of -238 Celsius at most, and an even lower value for the night side of Eris.

“It is extraordinary how much we can find out about a small and distant object such as Eris by watching it pass in front of a faint star, using relatively small telescopes. Five years after the creation of the new class of dwarf planets, we are finally really getting to know one of its founding members,” concludes Bruno Sicardy.

Written by admin

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *