En oversikt over Buffys og andre Kuiper-belteobjekter. Bildekreditt: CFHT Klikk for å forstørre
Et team av astronomer som jobber i Canada, Frankrike og USA, har oppdaget en uvanlig liten kropp som kretser rundt solen utenfor Neptun, i regionen astronomer kaller Kuiper-beltet. Denne nye gjenstanden er dobbelt så langt fra solen som Neptun og er omtrent halvparten av Pluto. Kroppens svært uvanlige bane er vanskelig å forklare ved å bruke tidligere teorier om dannelsen av det ytre solsystemet.
For øyeblikket 58 astronomiske enheter fra solen (1 astronomisk enhet, eller AU, er avstanden mellom jorden og solen), den nye gjenstanden nærmer seg ikke nærmere enn 50 AU, fordi banen er nær sirkulær. Nesten alle Kuiper-belteobjekter som er oppdaget utenfor Neptun, er mellom 30 AU og 50 AU unna. Utover 50 AU ser det ut til at hoved Kuiperbeltet slutter, og det få objekter som har blitt oppdaget utenfor denne avstanden, har alle sammen hatt veldig høy eksentrisitet (ikke-sirkulære) baner. De fleste av disse banene med høye eksentrisitet er resultatet av at Neptun "slenger" gjenstanden utover med en tyngdekraft. Fordi dette nye objektet ikke nærmer seg nærmere 50 AU, er det imidlertid nødvendig med en annen teori for å forklare bane. For å komplisere problemet, har objektets bane også en ekstrem vipping, og blir skråstilt (47) mot resten av solsystemet.
Oppdagelsen og oppfølgingen
Objektet, som mottok den offisielle betegnelsen 2004 XR 190 i Den offisielle kunngjøringen fra International Astronomical Union, ble oppdaget under rutinemessig drift av Canada-France Ecliptic Plane Survey (CFEPS) som ble kjørt som en del av Legacy Survey på Canada France Hawaii Telescope. Foreløpig bruker oppdagerne det midlertidige kallenavnet "Buffy" for å identifisere det nye objektet, selv om de har foreslått et annet offisielt navn i tråd med normale prosedyrer for navngiving av slike objekter.
Buffy ble trukket ut fra fjellet av Legacy Survey-data (omtrent 50 gigabyte per times drift) av kraftige datamaskiner som kjem gjennom teleskopbildene og produserte hundrevis av kandidater. Astronomer siler deretter gjennom kandidatene for å identifisere fjerne kometer.
Astronom Lynne Allen fra University of British Columbia var den første som så øynene på det nye objektet, da hun fullførte den første identifiseringen i løpet av behandlingen av CFEPS-data fra desember 2004. “Det var ganske lyst sammenlignet med de vanlige Kuiper-belteobjektene vi finne ", sa Dr. Allen," men det som var mer interessant var hvor langt det var. "
Objektets lysstyrke antyder at det sannsynligvis er mellom 500 og 1000 kilometer (300 til 600 miles) i diameter. Buffy er dermed et veldig stort Kuiper-belteobjekt, men omtrent et halvt dusin er større.
"Vi skjønte umiddelbart at objektet var omtrent dobbelt så langt som Neptun fra solen og at bane var potensielt nesten sirkulært," sa UBC-professor Brett Gladman, som la merke til gjenstandens uvanlige natur når han bestemte bane, "men videre observasjoner var påkrevd. ”
Ett til to år med observasjoner av et Kuiper-belteobjekt er nødvendig før banene deres kan måles nøyaktig. De første tilleggsobservasjonene av Buffy kom i oktober 2005 da Gladman og Phil Nicholson fra Cornell University brukte Hale-5-meter-teleskopet til å observere gjenstanden på nytt.
Måling av Buffys nye posisjon beviste at bane ikke bare var ekstremt vippet, skrått (vippet) 47 grader til planet for planetarmsystemet (egentlig knytt rekorden for et Kuiper-belteobjekt), men bekreftet at Buffy var ulik noen annen tidligere- kjent gjenstand fordi den lå på en nesten sirkulær bane mens den var på veldig stor avstand.
Flere målinger av Buffys posisjon på bilder fra teleskoper ved Kitt Peak National Observatories i Arizona av teammedlemmer Joel Parker (Southwest Research Institute), samt JJ Kavelaars (National Research Council of Canada, Herzberg Institute of Astrophysics) og Wes Fraser (University of Victoria) forbedret estimatet for Buffys nærmeste tilnærming til Sola gjennom november 2005. Ytterligere observasjoner, for ytterligere å bekrefte banen, der den deretter ble levert av CFHT Legacy Survey-prosjektet. Astronomer må vente til februar 2006 for å måle de fine detaljene i Buffys bane.
Teamet har rapportert om funnet til Minor Planet Center, clearinghouse for astronomiske målinger av nye mindre planeter. "Å finne den første kjente gjenstanden med en nesten sirkulær bane utover 50 AU er faktisk spennende," reagerte Brian Marsden, direktør for MPC.
Utfordrende teorier
Selv om det verken er det minste, største eller fjerneste objektet som er oppdaget i denne regionen, har det nye Kuiper-belteobjektet en svært uvanlig bane som utfordrer teoriene om solsystemets utvikling.
Hvorfor anses Buffys bane som så uvanlig? Bare ett annet oppdaget objekt, Sedna, er igjen lenger enn 50 astronomiske enheter (AUer) fra solen gjennom hele banen. Imidlertid er Sedna på en veldig elliptisk bane, swooping inn til 76 AU før hun reiser tilbake utover 900 AU. I kontrast tilbringer Buffy all sin tid i det smale området mellom 52 og 62 AU fra Solen. Kombinert med vippen i sin bane, utfordrer dette nye objektet dagens teorier om historien til det tidlige solsystemet.
Astronomer har oppdaget andre Kuiper-belteobjekter som tilbringer mesteparten av tiden sin utover 50 AU. Disse er på veldig elliptiske baner, og nærmer seg nesten alle innen 38 AU fra Solen. Den nære tilnærmingen plasserer objektene innen rekkevidde av tyngdekraften av Neptun. Disse objektene er generelt antatt å ha blitt spredt ut til deres nåværende baner ved hjelp av en tyngdepunkt med Neptune. Denne gruppen av objekter ble dermed kalt "spredt disk".
Før oppdagelsen av Buffy ble det oppdaget noen få andre Kuiper-belteobjekter som tilbringer mye av sin tid utover 50 AU som de på “Spredt disk”, men likevel ikke nærmet seg tyngdekraften til Neptun. Denne gruppen har fått navnet "Utvidet spredt disk". To av medlemmene er 1995 TL8 og 2000 YW134, som nærmer seg 40 AU of the Sun, men har ganske elliptiske baner som tar dem ut igjen utover 60 AU. To mer ekstreme eksempler på “Utvidet spredt disk” er 2000 CR105, som nærmer seg 44 AU, og Sedna, som aldri kommer nærmere solen enn 76 AU.
På grunn av deres store eksentrisitet, vil disse objektene sannsynligvis ha blitt sterkt forstyrret av noe, selv om det ikke kunne ha vært Neptun fordi de ikke kommer nær nok til å bli spredt av planetens gravitasjonskraft. Ettersom både Sedna og 2000 CR105 også reiser utover 500 AU fra solen, er en teori at etter å ha blitt spredt av Neptun, kunne en forbipasserende stjerne ha trukket sine nærmeste tilnærminger bort fra Solen.
Buffy er helt klart medlem av “Extended Scattered Disk”. Buffys nærmest sirkulære bane gjør at den skiller seg ut fra de andre medlemmene. I tillegg forklares ikke Buffys store banehelling av den forbipasserende stjernetanken. Hvis en stjerne kunne ha påvirket Buffy så sterkt, burde den også ha forstyrret mye av Kuiper-beltet. Siden astronomer ikke oppdager den sterke forstyrrelsen, er det nødvendig med en mer kompleks teori for å forklare Buffys bane.
Den unnvikende forklaringen kan ligge i bivirkninger fra omorganiseringer av solsystemet tidlig i historien. En mulighet er at når Neptunes bane sakte utvidet seg i det unge solsystemet, kan komplekse gravitasjonsinteraksjoner ha fått noen Kuiper-bånd til å sirkulere og vippe. Selv om Buffys bane kunne ha blitt opprettet på denne måten, synes ikke denne teorien å forklare 2000 CR105 og Sedna. Denne nye oppdagelsen er spennende fordi den får oss til å revurdere vår forståelse av hvordan Kuiperbeltet dannet seg.
Fremtiden
I løpet av det siste halve tiåret har teorier om dannelsen av vårt ytre solsystem blitt presset til deres grenser: uvanlige Kuiper-belteobjekter, som Buffy, som aldri kommer i nærheten av Neptun, men som likevel har høy tilbøyelighet, må forklares.
Selv om det eksisterer teorier som forklarer individuelle objekter, er det en vanskelig utfordring for dagens solsystemanlegg å reprodusere hele ensemblet av kjente objekter med en prosess. Fordi de uvanlige objektene, som Buffy, er veldig sjeldne, klør astronomer fortsatt overflaten på de mørke hjørnene av Kuiperbeltet. Fremtidige storskalaundersøkelser som systematisk utforsker Kuiperbeltet er den eneste måten å låse opp mysteriene om hva som skjedde tidlig i solsystemets historie.
Originalkilde: Canada-France-Hawaii Telescope
