Bild: NASA, ESA, and A. Parker and M. Buie (SwRI)
Hubble entdeckt Mond beim Zwerg-Planeten Makemake
Als das Weltraumteleskop Hubble in die Außenbezirke unseres Sonnensystems spähte, entdeckte es beim zweithellsten eisigen Zwerg-Planeten mit Namen Makemake einen kleinen dunklen Mond.
Der Mond - vorläufige Bezeichnung S/2015 (136472) 1 und Spitzname MK 2 – ist mehr als 1300-mal lichtschwächer als Makemake. MK 2 umkreist den Zwergplaneten in etwa 21 000 km Entfernung und hat einen Durchmesser von zirka 160 km. Der knapp 1400 km große Zwergplanet Makemake wurde im Jahr 2005 entdeckt und nach dem Schöpfergott der Rapa Nui Menschen auf der Osterinsel benannt.
Der Kuipergürtel ist ein riesiges Reservoir von übrig gebliebenem gefrorenen Material aus der Zeit der Entstehung unseres Sonnensystems vor 4,5 Milliarden Jahren und die Heimat mehrerer Zwergplaneten. Bei einigen dieser Welten wurden schon Monde entdeckt, aber dies ist die erste Entdeckung eines Satelliten bei Makemake. Er ist einer der fünf von der Internationalen Astronomischen Union anerkannten Zwergplaneten.
Die Beobachtungen wurden im April 2015 mit Hubbles Wide Field-Camera 3 gemacht, welche die einzigartige Fähigkeit besitzt, sehr lichtschwache Objekte in der Nähe von relativ hellen Himmelskörpern mit einer scharfen Auflösung abzubilden, was es den Astronomen ermöglichte, den Mond von Makemakes hellem Schein zu isolieren.
Das Beobachtungsteam verwendete die gleiche Hubble-Technik zur Beobachtung des Mondes, mit der sie die kleinen Satelliten von Pluto in den Jahren 2005, 2011 und 2012 gefunden hat. Mehrere zuvor gestartete Suchen nach einem Mond bei Makemake waren erfolglos. „Unsere vorläufigen Schätzungen zeigen, dass die Umlaufbahn des Mondes derzeit von der Kante zu sehen ist was bedeutet, dass oft, wenn man auf das System schaut, man den Mond nicht sehen kann weil er im hellen Schein von Makemake verloren geht“ sagte Alex Parker vom SwRI in Boulder, Colorado, der die Bildanalysen für die Beobachtungen durchführt.
Eine Mond-Entdeckung kann wertvolle Informationen über ein Zwerg-Planeten-System liefern. Durch die Messung der Umlaufbahn des Mondes können die Astronomen die Masse für das System berechnen und einen Einblick in seine Entwicklung gewinnen.
Die Aufdeckung der Existenz dieses Mondes verstärkt auch die Idee, dass die meisten Zwerg-Planeten Satelliten haben.
„Makemake gehört zur Klasse der seltenen Pluto ähnlichen Objekte, so dass das Finden eines Begleiters wichtig war,“ sagte Parker. „Die Entdeckung dieses Mondes hat uns die Möglichkeit gegeben, Makemake weit ausführlicher zu studieren, als wir dies ohne Begleiter jemals in der Lage gewesen wären“.
Diesen Mond zu finden erhöhte die Parallelen zwischen Pluto und Makemake. Beide Objekte sind bekannt dafür, dass sie mit gefrorenem Methan bedeckt sind. Wie es bei Pluto schon getan wurde, werden weitere Studien des Satelliten helfen, die Dichte von Makemake leichter bestimmen. Es wäre ein Schlüsselergebnis, wenn sich die Zusammensetzung von Pluto und Makemake als ähnlich erweisen würde.
„Diese Entdeckung würde ein neues Kapitel in der vergleichenden Planetologie im äußeren Sonnensystem aufschlagen“, sagte Teamleiter Marc Buie vom SwRI in Boulder, Colorado.
Die Forscher werden mehr Hubble-Beobachtungen benötigen, um genauere Messungen zur Bestimmung der Mondumlaufbahn machen zu können; ob die Mondumlaufbahn elliptisch oder kreisförmig ist. Vorläufige Schätzungen zeigen, dass, wenn der Mond eine Kreisbahn hat, er für einen Umlauf um Makemake 12 Tage oder länger braucht.
Die Bestimmung der Umlaufbahn des Mondes wird dazu beitragen, die Frage nach seiner Herkunft zu bestimmen. Eine enge Kreisbahn bedeutet, dass MK 2 wahrscheinlich das Ergebnis einer Kollision zwischen Makemake und anderen Kuipergürtel-Objekten ist. Wenn der Mond eine weite und langgestreckte Umlaufbahn hat, dürfte er ein eingefangenes Objekt aus dem Kuipergürtel sein. Ein Ereignis, dass sich vermutlich vor mehreren Milliarden Jahren ereignete, als das Sonnensystem noch jung war.
Die Entdeckung könnte zur Lösung eines Geheimnisses über Makemake beitragen, denn frühere Untersuchungen des Zwergplaneten im Infraroten ergaben, dass, während Makmakes Oberfläche fast vollständig hell und sehr kalt ist, einige Bereiche wärmer zu sein schienen als andere. Astronomen äußerten die Vermutung, dass diese Diskrepanz auf die Erwärmung verborgener dunkler Flecken auf Makemakes Oberfläche zurückzuführen wären. Allerdings sollten - falls er nicht eine spezielle Orientierung hat - solch dunkle Flecken bei der Rotation des Zwergplaneten eine Variation in der Helligkeit des Zwergplaneten verursachen. Aber eine solche Menge an Variabilität ist nie beobachtet worden.
Mit den früheren Infrarot-Daten konnte keine ausreichende Auflösung erreicht werden um Makemake von MK 2 trennen zu können. Die erneute Analyse des Team, basierend auf den neuen Beobachtungen mit Hubble lassen vermuten, dass ein großer Teil der wärmeren Oberfläche, die zuvor im Infrarotem erkannt worden ist, in Wirklichkeit die dunkle Oberfläche des Begleiters MK 2 ist.
Es gibt mehrere Möglichkeiten die erklären könnten, warum der Mond eine kohlschwarze Oberfläche hat, auch wenn er einen Zwergplaneten umkreist der so hell wie Neuschnee ist. Eine Möglichkeit wäre, dass – im Gegensatz zu größeren Objekten wie Makemake – MK 2 zu klein ist um eine Eiskruste halten zu können. Sie würde unter dem Einfluss des Sonnenlichts sublimieren, das heißt sich von einem festen in einen gasförmigen Zustand verwandeln und in den Welttraum entweichen. Beim Makemake-Mond würde es ähnlich wie bei Kometen und anderen kleineren Kuipergürtel-Objekten sein, von denen viele mit sehr dunklem Material bedeckt sind.
Als Plutos Mond Charon im Jahr 1978 entdeckt wurde, konnten Astronomen schnell die Masse des Systems berechnen und es stellte sich heraus, dass seine Masse einige hundert Mal kleiner ist als die, welcher bei seiner Entdeckung 1930 ursprünglich geschätzt wurde. „Dies ist die Art von transformierender Messung, die ein Satellit ermöglichen kann“, sagte Parker.
29. April 2016/SP
Verein Kuffner-Sternwarte
