Hvordan studerer du et ekstremt lite planetlegeme i de svake ytre rekkevidden av solsystemet vårt? Få alle vennene dine fra hele verden til å vente på en veldig unnvikende - om ikke kortvarig - spesiell begivenhet. Gå inn i James Elliot fra MIT, som jobbet med dusinvis av observatorier og astronomer over hele kloden, inkludert Jay Pasachoff fra Williams College i Massachusetts, i et forsøk på å gjøre observasjoner av Kuiper Belt Object 55636, (også kjent som 2002 TX300) til et lite organ kretser rundt 48 AU fra solen. Siden denne KBO er for liten og fjern for direkte observasjoner av overflaten, sporet og planla astronomene kursen, og fant ut når den ville passere foran en fjern stjerne.
KBO okkulte eller passerte foran en lys bakgrunnstjerne, en hendelse som bare varte i 10 sekunder. Men i løpet av den korte tiden var astronomene i stand til å bestemme objektets størrelse og albedo. Begge disse resultatene var overraskende.
55636 ble funnet å være mindre enn tidligere antatt, 300 km i diameter, men det er sterkt reflekterende, noe som betyr at det er dekket av frisk, hvit is.
De fleste kjente KBO-er har mørke overflater på grunn av forvitring av plass, støvansamling og bombardement av kosmiske stråler, så 55636s lysstyrke innebærer at den har en aktiv gjenoverflateringsmekanisme, eller kanskje at isvann i noen tilfeller kan vedvare i milliarder av år i ytre rekkevidde. av solsystemet.
42 astronomer fra 18 observatorier lokalisert i Australia, New Zealand, Sør-Afrika, Mexico og USA var en del av observasjonene, men på grunn av vær og tidspunkt var det bare to observatorier, begge på Hawaii, som var i stand til å oppdage okkultasjonen. I samarbeid med Wayne Rosing koordinerte Pasachoff observasjonene ved Las Cumbres Observatory Global Telescope Network lokalisert ved Haleakala Crater på Maui, Hawaii, som gjorde de beste observasjonene.
Men Pasachoff fortalte Space Magazine at det å ha to forskjellige synsvinkler å jobbe med ga muligheten til å gjøre ganske presise målinger av KBO.
"Det var helt avgjørende å ha det andre observasjonsstedet," sa han. ”Uten det, vi
ville ikke ha visst hvor på en rund eller elliptisk kropp passet akkorden, okkultasjonslinjen, og vi kunne ikke ha satt en øvre grense for størrelsen på kroppen. "
Et akkord nær kanten av et stort legeme kan være forsvinnende lite, la Pasachoff til, for å illustrere hvorfor de trengte minst to akkorder.
Selv om overflatene til andre sterkt reflekterende kropper i solsystemet, som dvergplaneten Pluto og Saturns måne Enceladus, kontinuerlig blir fornyet med frisk is fra kondensasjonen av atmosfæriske gasser eller ved kryovolkanisme som spyr vann i stedet for lava, er 55636 for liten for at disse mekanismene skal være på jobb.
"Det overraskende ved et milliard år gammelt objekt som er så reflekterende, er at det opprettholdt eller fornyet refleksjonsevnen," sa Pasachoff, "så mulighetene inkluderer mørkningen som vi vet foregår i det indre solsystemet, er mye mindre vei ut der; eller gjenstanden fornyer isen eller frosten fra innsiden. Vi trenger nye observasjoner eller flere KBO-er med okkultasjoner, og vi trenger mer teoretisk arbeid. "
Dette var den første vellykkede "planlagte" observasjonen av en KBO ved bruk av den stellar okkultasjonsmetoden. I 2009 skurte et annet team gjennom fire og et halvt år med Hubble-data for å finne okkultasjon av en ekstremt liten KBO 975 meter (3.200 fot) over og hele 6,7 milliarder kilometer unna.
I flere år har Pasachoff og teamet hans fra Williams College jobbet med Elliot og andre fra MIT, samt Amanda Gulbis fra South African Astronomical Observatory for å studere Pluto ved okkultasjon. Med nøye målinger av en stjerners lysstyrke når Pluto skjuler eller okkuler den, har de vist at Plutos atmosfære var litt varmende eller utvidet. Et hovedmål nå er å finne ut hvordan atmosfæren endrer seg. Dette vil være spesielt viktig med romfartøyet New Horizons underveis til Pluto.
Pasachoff sa at han visste at 55636's albedo ville være lyst, men ble overrasket over hvor lyst den var. Opprinnelsen til dette objektet antas å komme fra en kollisjon som skjedde for en milliard år siden mellom en av de tre kjente dvergplanetene i Kuiper Belt, Haumea og en annen gjenstand som fikk Haumeas iskalte mantel til å bryte inn i et dusin eller så mindre kropper, inkludert 55636.
"Mike Brown (KBO og dvergplanetjeger fra Caltech) fortalte meg i fjor, før observasjonene, at objektet ville være reflekterende siden det er i Haumea-familien, og Haumea selv har en høy albedo," sa Pasachoff.
Pasachoff jobbet sammen med Brown og teamet hans i fjor for å prøve å fange de gjensidige okkultasjonene av transitt av Haumea med månen Namaka ved hjelp av Palomar 5-meter teleskop, men de lyktes ikke med å oppdage den ekstremt lille effekten, gitt Haumeas raske rotasjonsperiode .
Elliot brukte okkultasjonsmetoden for å oppdage ringene til Uranus for flere tiår siden og fortsetter å forkjempe metoden.
Pasachoff sa at den nylige observasjonen av 55636 var veldig givende. "Det var en utrolig observasjon, og jeg var veldig glad for å være en del av den." Han sa. "Jeg er stolt over at alle tre grafene i Nature-artikkelen, og begge de vellykkede observasjonene, ble arrangert eller laget av Williams College-teamet."
Han la til at enhver slik observasjon inkluderer minst disse fire elementene: astrometriske forutsigelser, observasjoner, reduksjon av data, tolkning.
"Vi var veldig heldige og interesserte i å lykkes med observasjoner," sa Pasachoff. ”Men det er viktig å merke seg at Jim Elliot og kollegene ved MIT og Lowell Observatory har jobbet i årevis for å avgrense metoder for spådommer for å få dem nøyaktige nok til dette formålet. Og denne hendelsen var første gang at spådommene hadde vært nøyaktige nok til å fortjene den fullstendige pressen av teleskoper som vi samlet. At vi tok opp arrangementet, i nærheten av sentrum av spådommen om å starte opp, er en kreditt til astrometri-teamet. ”
Merk: Denne artikkelen ble oppdatert 6/20.
Kilder: Williams College, (og e-postutveksling med Jay Pasachoff), MIT, BBC, Nature
