„DeeDee“ ein fernes, lichtschwaches Mitglied unseres Sonnensystems
Mit Hilfe des Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) haben Astronomen außergewöhnliche Details über ein kürzlich entdecktes weit entferntes Mitglied unseres Sonnensystems erfahren, über das planetare Objekt 2014 UZ224, informell DeeDee genannt.
Mit Hilfe des Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) haben Astronomen außergewöhnliche Details über ein kürzlich entdecktes weit entferntes Mitglied unseres Sonnensystems erfahren, über das planetare Objekt 2014 UZ224, informell DeeDee genannt.
In etwa dreifacher gegenwärtiger Entfernung des Pluto von der Sonne ist DeeDee das zweit entfernte bekannte transneptunische Objekt (TNO) mit einer bestätigten Umlaufbahn, die nur vom Zwergplaneten Eris übertroffen wird. Astronomen schätzen, dass es Zehntausende von diesen eisigen Objekten im äußeren Sonnensystem jenseits der Umlaufbahn Neptuns gibt.
Die neuen ALMA-Daten zeigen zum ersten Mal, dass DeeDee etwa 635 Kilometer groß ist, was etwa zwei Drittel vom Durchmesser des Zwergplaneten Ceres entspricht, dem größten Mitglied des Asteroidengürtels. In dieser Größe sollte DeeDee genug Masse haben um sphärisch zu sein, ein Kriterium, das notwendig ist um ein Objekt als Zwergplaneten zu betrachten, obwohl DeeDee diese offizielle Bezeichnung noch nicht erhalten hat.
„Weit jenseits von Pluto gibt es eine Region, die überraschend reich an planetaren Objekten ist. Einige sind ziemlich klein, aber andere haben Größen mit denen sie Pluto Konkurrenz machen könnten, manche könnten auch viel größer sein“, sagte David Gerdes, ein Wissenschaftler von der Universität von Michigan und leitender Autor eines Artikels in den Astrophysical Journal Letters. „Weil diese Objekte so weit entfernt und so lichtschwach sind, ist es unglaublich schwierig sie zu entdecken, geschweige denn Details auf ihnen zu studieren. ALMA hat jedoch einzigartige Fähigkeiten, die es uns ermöglichen, spannende Details über diese fernen Welten in Erfahrung zu bringen.“
Derzeit ist DeeDee etwa 92 astronomische Einheiten (AE) von der Sonne entfernt. In dieser ungeheuren Distanz dauert ein Umlauf um die Sonne mehr als 1.100 Jahre und das Licht braucht etwa 13 Stunden um die Erde zu erreichen.
Gerdes und sein Team kündigten die Entdeckung von DeeDee im Herbst 2016 an. Sie entdeckten DeeDee mit dem 4-Meter-Blanco-Teleskop auf dem Cerro Tololo am Interamerikanischen Observatorium in Chile als Teil der laufenden Beobachtungen für den Dark Energy Survey, einer optischen Durchmusterung von etwa 12 Prozent des Himmels, um die geheimnisvolle Kraft zu enträtseln, welche die Expansion des Universums beschleunigt.
Die Dark Energy Survey produziert eine große Fundgrube an astronomischen Bildern, die den Astronomen die Möglichkeit geben, auch nach fernen Objekten in unserem Sonnensystem zu suchen. Die anfängliche Suche, die fast 15.000 Bilder enthält, identifizierte mehr als 1,1 Milliarden Objekte. Die überwiegende Mehrheit davon stellte sich als Hintergrundsterne und weit entfernte Galaxien heraus. Bei einem kleinen Teil wurde jedoch beobachtet, dass sie sich bei aufeinander folgenden Beobachtungen langsam über den Himmel bewegten, das verräterische Zeichen für einen TNO.
Ein solches Objekt wurde auf 12 separaten Bildern identifiziert. Die Astronomen nannten es informell DeeDee, was kurz Distant Dwarf bedeutet.
Die optischen Daten vom Blanco-Teleskop ermöglichte es den Astronomen, die Entfernung und die Bahneigenschaften von DeeDee zu messen, aber sie konnten die Größe oder andere physikalische Eigenschaften nicht bestimmen. Es hätte sein können, dass DeeDee ein relativ kleines Mitglied unseres Sonnensystems ist und dennoch genug Licht reflektiert, um von der Erde erkannt zu werden. Oder es hätte ein Objekt sein können, das ungewöhnlich groß und dunkel ist und nur einen winzigen Teil des Sonnenlichts widerspiegelt, das es erreicht; beide Szenarien würden identische optische Daten produzieren.
Da ALMA das kalte, dunkle Universum beobachtet, ist es in der Lage, die Wärme – in Form von Millimeter-Wellenlängen Licht – zu erkennen, die durch kalte Objekte im Raum emittiert wird. Die Wärmesignatur von einem fernen Objekt im Sonnensystem wäre direkt proportional zu seiner Größe.
„Wir haben berechnet, dass dieses Objekt unglaublich kalt ist. Es hat etwa 30 Kelvin, das ist nur wenig über dem absoluten Nullpunkt“, sagte Gerdes.
Während das reflektierte sichtbare Licht von DeeDee nur etwa so hell ist wie eine Kerze, die sich in rund 150 000 km Entfernung befindet, konnte ALMA die Wärmesignatur des Objekts feststellen und seine Helligkeit im Millimeter-Wellenlängen Licht messen. Dies ermöglichte es den Astronomen zu bestimmen, dass DeeDee nur etwa 13 Prozent des auftreffenden Sonnenlichts reflektiert.
Durch Vergleich der ALMA-Beobachtungen mit den früheren optischen Daten hatten die Astronomen die notwendigen Informationen, um die Größe des Objekts zu berechnen. „ Mit Hilfe von ALMA war dies relativ leicht zu bewerkstelligen“ sagte Gerde. „Wir konnten damit die Unklarheit beseitigen, die wir mit den optischen Daten alleine hatten.“
Objekte wie DeeDee sind kosmische Reste aus der Entstehung des Sonnensystems. Ihre Bahnen und physikalischen Eigenschaften zeigen wichtige Details über die Bildung von Planeten, einschließlich der Erde.
Diese Entdeckung ist auch spannend, denn sie zeigt, dass es möglich ist, sehr weit entfernte, sich langsam bewegende Objekte in unserem eigenen Sonnensystem zu erkennen. Die Forscher hoffen, dass diese Techniken verwendet werden können, um den hypothetischen „Planet Neun“ zu entdecken, der weit jenseits von DeeDee und Eris residieren könnte.
„In unserem eigenen kosmischen Hinterhof gebt es noch neue Welten zu entdecken“ sagt Gerdes. „Das Sonnensystem ist ein reicher und komplizierter Ort.“
14. April 2017/SP
Verein Kuffner-Sternwarte
