Een blik op Buffy's en andere Kuiper gordelobjecten. Afbeelding tegoed: CFHT Klik om te vergroten
Een team van astronomen dat in Canada, Frankrijk en de Verenigde Staten werkt, heeft een ongewoon klein lichaam ontdekt dat in een baan om de zon voorbij Neptunus draait, in de regio die astronomen de Kuipergordel noemen. Dit nieuwe object is tweemaal zo ver van de zon verwijderd als Neptunus en is ongeveer half zo groot als Pluto. De zeer ongebruikelijke baan van het lichaam is moeilijk uit te leggen aan de hand van eerdere theorieën over de vorming van het buitenste zonnestelsel.
Momenteel 58 astronomische eenheden van de zon (1 astronomische eenheid, of AU, is de afstand tussen de aarde en de zon), komt het nieuwe object nooit dichterbij dan 50 AU, omdat zijn baan bijna cirkelvormig is. Bijna alle objecten van de Kuipergordel die buiten Neptunus zijn ontdekt, liggen tussen 30 AU en 50 AU afstand. Na 50 AU lijkt de belangrijkste Kuipergordel te eindigen en de weinige objecten die buiten deze afstand zijn ontdekt, bevinden zich allemaal op zeer hoge excentriciteit (niet-cirkelvormige) banen. De meeste van deze banen met hoge excentriciteit zijn het resultaat van het feit dat Neptunus het object naar buiten "slingert" door een zwaartekrachtslinger. Omdat dit nieuwe object echter niet dichter dan 50 AU nadert, is een andere theorie nodig om zijn baan te verklaren. Complicerend het probleem, de baan van het object heeft ook een extreme kanteling, hellingshoek (gekanteld) op 47 graden ten opzichte van de rest van het zonnestelsel.
De ontdekking en follow-up
Het object, dat de officiële aanduiding 2004 XR 190 kreeg in de officiële aankondiging van de Internationale Astronomische Unie, werd ontdekt tijdens de routinematige werking van de Canada-France Ecliptic Plane Survey (CFEPS) die werd uitgevoerd als onderdeel van de Legacy Survey op de Canada France Hawaii Telescope. Voorlopig gebruiken de ontdekkers de tijdelijke bijnaam "Buffy" om het nieuwe object te identificeren, hoewel ze een andere officiële naam hebben voorgesteld in overeenstemming met de normale procedures voor het benoemen van dergelijke objecten.
Buffy werd uit de berg Legacy Survey-gegevens gehaald (ongeveer 50 gigabytes per uur werking) door krachtige computers die door de telescopische beelden kamden en honderden kandidaten produceerden. Astronomen doorzoeken vervolgens de kandidaten om de verre kometen te identificeren.
Astronoom Lynne Allen van de University of British Columbia was de eerste die het nieuwe object zag, aangezien ze de eerste identificatie voltooide tijdens het verwerken van CFEPS-gegevens van december 2004. “Het was vrij helder in vergelijking met de gebruikelijke Kuiper-riemobjecten die we vinden ", zei Dr. Allen," maar wat interessanter was, was hoe ver het was. "
De helderheid van het object houdt in dat het waarschijnlijk tussen de 500 en 1000 kilometer (300 tot 600 mijl) in diameter is. Buffy is dus een heel groot Kuipergordelobject, maar ongeveer een half dozijn zijn groter.
"We realiseerden ons onmiddellijk dat het object ongeveer twee keer zo ver verwijderd was van Neptunus van de zon en dat zijn baan potentieel bijna cirkelvormig was", zei UBC-professor Brett Gladman, die de ongebruikelijke aard van het object opmerkte bij het bepalen van zijn baan, "maar verdere observaties waren vereist."
Een tot twee jaar observatie van een Kuipergordelobject is nodig voordat hun banen nauwkeurig kunnen worden gemeten. De eerste aanvullende waarnemingen van Buffy kwamen in oktober 2005 toen Gladman en Phil Nicholson van Cornell University de Hale 5-meter telescoop gebruikten om het object opnieuw te observeren.
Meting van Buffy's nieuwe positie bewees dat de baan niet alleen extreem gekanteld was, gekanteld (gekanteld) op 47 graden ten opzichte van het vlak van het planetenstelsel (in feite het record voor een Kuiper-riemobject koppelend), maar bevestigde dat Buffy anders was dan alle andere eerder- bekend object omdat het zich op een bijna cirkelvormige baan bevond terwijl het zich op een zeer grote afstand bevond.
Meer metingen van Buffy's positie op beelden van telescopen bij Kitt Peak National Observatories in Arizona door teamleden Joel Parker (Southwest Research Institute), evenals JJ Kavelaars (National Research Council of Canada, Herzberg Institute of Astrophysics) en Wes Fraser (University of Victoria), tot en met november 2005 de schatting verfijnd voor Buffy's benadering van de zon. Aanvullende opmerkingen om de baan verder te bevestigen, waar deze vervolgens door het CFHT Legacy Survey-project zijn verstrekt. Astronomen moeten wachten tot februari 2006 om de fijne details van de baan van de Buffy te meten.
Het team heeft hun vondst gemeld bij het Minor Planet Center, het uitwisselingscentrum voor astronomische metingen van nieuwe kleine planeten. "Het is inderdaad intrigerend om het eerste bekende object te vinden met een bijna cirkelvormige baan boven de 50 AU", reageerde Brian Marsden, directeur van de MPC.
Uitdagende theorieën
Hoewel het niet het kleinste, grootste of verste object is dat in deze regio is ontdekt, heeft het nieuwe Kuipergordelobject een zeer ongebruikelijke baan die theorieën over de evolutie van het zonnestelsel uitdaagt.
Waarom wordt Buffy's baan zo ongebruikelijk geacht? Slechts één ander gedetecteerd object, Sedna, blijft gedurende zijn gehele baan verder dan 50 astronomische eenheden (AU's) van de zon. Sedna bevindt zich echter in een zeer elliptische baan en duikt in tot 76 AU voordat ze weer verder reist dan 900 AU. Daarentegen brengt Buffy al zijn tijd door in het smalle bereik tussen 52 en 62 AU van de zon. Gecombineerd met de kanteling in zijn baan, daagt dit nieuwe object de huidige theorieën over de geschiedenis van het vroege zonnestelsel uit.
Astronomen hebben andere Kuipergordelobjecten gedetecteerd die het grootste deel van hun tijd meer dan 50 AU doorbrengen. Deze bevinden zich op zeer elliptische banen en komen bijna allemaal binnen 38 AU van de zon. Die nauwe benadering plaatst die objecten binnen het bereik van de zwaartekrachtinvloed van Neptunus. Algemeen wordt aangenomen dat deze objecten door een zwaartekrachtslinger met Neptunus naar hun huidige banen zijn verspreid. Deze groep objecten werd daarom de "Scattered Disk" genoemd.
Voorafgaand aan de ontdekking van Buffy werden enkele andere Kuiper-riemobjecten ontdekt die een groot deel van hun tijd meer dan 50 AU doorbrengen, zoals die in de "Scattered Disk", maar die niet binnen het zwaartekrachtbereik van Neptunus kwamen. Deze groep is de "Extended Scattered Disk" genoemd. Twee van zijn leden zijn 1995 TL8 en 2000 YW134, die de 40 AU van de zon naderen, maar tamelijk elliptische banen hebben waardoor ze weer boven de 60 AU uitkomen. Twee extremere voorbeelden van de "Extended Scattered Disk" zijn de 2000 CR105, die de 44 AU nadert, en Sedna, die nooit dichter bij de zon komt dan de 76 AU.
Vanwege hun grote excentriciteiten zijn deze objecten waarschijnlijk sterk verstoord door iets, hoewel het niet Neptunus zou kunnen zijn omdat ze niet dichtbij genoeg komen om te worden verstrooid door de zwaartekracht van die planeet. Aangezien zowel Sedna als de CR105 van 2000 ook verder reizen dan 500 AU van de zon, is een theorie dat een passerende ster, nadat hij door Neptunus was verstrooid, de dichtstbijzijnde afstand van de zon had kunnen trekken.
Buffy is duidelijk lid van de "Extended Scattered Disk". De bijna cirkelvormige baan van Buffy onderscheidt zich echter van de andere leden. Bovendien wordt Buffy's grote orbitale kanteling niet zo gemakkelijk verklaard door het voorbijgaande steridee. Als een ster Buffy zo sterk had kunnen beïnvloeden, zou hij ook een groot deel van de belangrijkste Kuipergordel hebben verstoord. Aangezien astronomen die sterke verstoring niet detecteren, is een complexere theorie nodig om Buffy's baan te verklaren.
De ongrijpbare verklaring kan liggen in de bijwerkingen van herschikkingen van het zonnestelsel in het begin van zijn geschiedenis. Een mogelijkheid is dat naarmate de baan van Neptunus langzaam groter werd in het jonge zonnestelsel, complexe zwaartekrachtinteracties ertoe hadden kunnen leiden dat sommige Kuipergordelbanen circulair en kantelden. Hoewel Buffy's baan op deze manier had kunnen worden gecreëerd, lijkt deze theorie 2000 CR105 en Sedna niet te verklaren. Deze nieuwe ontdekking is opwindend omdat het ons doet nadenken over ons begrip van hoe de Kuipergordel is ontstaan.
De toekomst
In het afgelopen half decennium zijn de theorieën over de vorming van ons buitenste zonnestelsel tot het uiterste opgedreven: ongebruikelijke Kuipergordelobjecten, zoals Buffy, die nooit in de buurt van Neptunus komen maar toch een hoge neiging hebben, moeten worden uitgelegd.
Hoewel er theorieën bestaan die individuele objecten verklaren, vormt het reproduceren van het hele ensemble van bekende objecten met één proces een moeilijke uitdaging voor de huidige modellen van het zonnestelsel. Omdat de ongebruikelijke objecten, zoals Buffy, zeer zeldzaam zijn, krabben astronomen nog steeds aan de oppervlakte van de donkere hoeken van de Kuipergordel. Toekomstige grootschalige onderzoeken die de Kuipergordel systematisch verkennen, zijn de enige manier om de mysteries te ontrafelen van wat er vroeg in de geschiedenis van ons zonnestelsel is gebeurd.
Oorspronkelijke bron: Canada-Frankrijk-Hawaï-telescoop
