Athugaðu, opna í nýjum glugga. Prenta útSenda hlekk á þessa síðu til vinar

Digg This! Del.icio.us; Reddit Stumble It! Facebook

Eris (dvergreikistjarna)

Efnisyfirlit
Meira um dvergreikistjörnur

Eris, áður þekkt sem 2003 UB313 og formlega 136199 Eris, er fjarlægasta og stærsta þekkta dvergreikistjarna sólkerfisins, nokkru stærri en Plútó bæði að þvermáli og massa. Eris sást fyrst á myndum sem teknar voru frá Palomar stjörnustöðinni árið 2003 en fannst ekki fyrr en tveimur árum síðar. Eris er útstirni handan brautar Neptúnusar og Kuipersbeltisins.

Þegar Eris fannst komu upp deilur meðal stjörnufræðinga sem annars vegar vildu kalla hana tíundu reikistjörnu sólkerfisins og hins vegar fella Plútó af stalli sem reikistjörnu. Þessar deilur urðu til þess að Alþjóðasamband stjarnfræðinga setti fram formlega skilgreiningu á reikistjörnu í fyrsta skitpi þann 24. ágúst 2006. Samkvæmt þeirri skilgreiningu fellur Eris í flokk dvergreikistjarna ásamt Plútó, Ceresi og Makemake.

Dvergreikistjörnurnar Plútó og Eris eru ólíkir reikistjörnum sólkerfisins. Merkúríus, Venus, jörðin og Mars eru meðalstórir berghnettir en Júpíter, Satúrnus, Úranus og Neptúnus eru risastórir gashnettir. Allar þessar reikistjörnur eru á nokkuð hringlaga brautum og nokkurn veginn á sama brautarplani. Bæði Plútó og Eris eru úr ís og bergi á mjög sporöskjulaga brautum sem halla mikið miðað við hinar reikistjörnurnar.

Uppgötvun

Allt frá því að fyrsti hnötturinn í svokölluðu Kuipersbelti handan Neptúnusar fannst árið 1993, hafa stjörnufræðingar velt fyrir sér möguleikanum á tilvist stærri hnatta en Plútó. Árið 2003 fannst Sedna, hnöttur sem aðeins er örlítið smærri en Plútó, og sögðu þá margir aðeins tímaspursmál hvenær stærri hnettir fyndust.

Leitin bar árangur hinn 29. júlí 2005 þegar stjörnufræðingarnir Michael Brown við Caltech, Chad Trujillo við Geimini-sjónaukann og David Rabinowitz við Yale-háskóla tilkynntu um fund á hnettinum 2003 UB313. Er þetta stærsti hnötturinn sem fundist hefur í sólkerfinu frá árinu 1846, eða þegar Neptúnus fannst og skömmu síðar tungl hans Tríton. Þessi hnöttur er stærri en Plútó og þess vegna vildu sumir kalla hann tíundu reikistjörnu sólkerfisins þegar hann fannst.

Eris (2003 UB313) fannst á myndum sem teknar voru hinn 21. október 2003 með Samuel Oschin-sjónaukanum í Bandaríkjunum. Sjónaukinn 1,2 metrar í þvermál, af Schmidt gerð á Palomarfjalli í Kaliforníu og hefur verið í notkun síðan 1949. Sjónaukinn hefur mjög vítt sjónsvið og er hann sá sami og notaður var þegar Sedna fannst. Frá árinu 2001 hafa stjörnufræðingarnir notað sjónaukann til að skanna himinninn kerfisbundið í leit að fjarlægum hnöttum í sólkerfinu og hefur sú leit hingað til skilað yfir 80 uppgötvunum.

Sjónsvið sjónaukans er fjórar gráður á breidd. Myndir eru teknar sjálfvirkt með um klukkustundar millibili og leitað eftir einhverju sem hreyfist miðað við bakgrunninn. Stjörnurnar og vetrarbrautirnar í bakgrunninum eru svo fjarlægar að þær virðast fastar á himninum, þ.e.a.s. þær hreyfast ekki neitt á meðan gervitungl, reikistjörnur, smástirni eða halastjörnur virðast færast. Með því að taka myndir með reglulegu millibili af sama svæði, er hægt að setja saman litla hreyfimynd þar sem hnöttur virðist færast meðal stjarnanna.

Uppgötvun Erisar! Sérð þú hnöttinn sem færist örlítið miðað við fastastjörnurnar?

Svæðið sem sést hér fyrir ofan er aðeins 0,015% af himninum sem fylgst er með á hverri nóttu. Þótt stór hluti himinsins sé kannaður á hverri nóttu, tæki það fimm ár að kanna himinninn sem sést frá stjörnustöðinni í heild sinni. Í þessu tilviki hér að ofan var hreyfingin svo lítil að ekki var tekið eftir henni á myndum sem teknar voru árið 2003. Þær myndir voru teknar með 90 mínútna millibili. Í janúar 2005 leið lengri tími milli myndanna og sást hreyfingin þá. Síðar voru eldri myndirnar skoðaðar og sást þar hreyfingin líka.

Tölvur sjá að mestu um leitina og höfðu þær ekki greint hreyfinguna á myndunum í upphafi. Sjónaukinn er fjarstýrður og sendir gögn til Pasadena í Kaliforníu hvern morgun þar sem gagnabanki tíu tölva Caltech-háskólans tekur við þeim og leitar að nýjum fyrirbærum. Á hverjum degi finnast um það bil 100 fyrirbæri á hreyfingu sem menn verða að skoða betur. Stærstur hluti þessara fyrirbæra er tilkominn vegna galla í sjónaukanum eða ekki raunverulegir hnettir í sólkerfinu.

Eris er stærsti hnötturinn sem fundist hefur í sólkerfinu frá árinu 1846, eða þegar Neptúnus fannst og skömmu síðar tungl hans Tríton. Þessi hnöttur er stærri en Plútó og þess vegna vildu sumir kalla hann tíundu reikistjörnu sólkerfisins þegar hann fannst. Sú flokkun festist ekki við hnöttinn eftir að ný skilgreining á reikistjörnu var samþykkt á alþjóðaþingi stjarnfræðinga í Prag sumarið 2006 og Plútó féll úr flokki reikistjarnanna.

Sjá nánar: Tíunda reikistjarnan fundin? – Frétt sem birtist 30. júlí 2005 á Stjörnufræðivefnum.

Nafn

Eftir uppgötvunina gekk hnötturinn tímabundið undir nafninu 2003 UB313 en var auk þess í gamni kallaður Xena, eftir Stríðsprinsessunni Xenu, af stjörnufræðingnum sem fundu hann. Í september 2006 hlaut hnötturinn nafnið Eris.

Upphaflega hafði Mike Brown talið að nafnið Persefóna, sem var eiginkona Plútós, fengi hljómgrunn meðal nafnanefndar Alþjóðasambands stjarnfræðinga. Nafnið hafði áður verið notað í vísindaskáldsögum og varð meðal annars hlutskarpast í nafnasamkeppni sem NewScientist tímaritið efndi til. Ómögulegt reyndist að fallast á þetta nafn því þegar var smástirni sem bar nafnið 399 Persefóna.

Stjörnufræðingarnir sem fundu hnöttinn stungu að lokum upp á Eris og var það nafn samþykkt þann 13. September 2006. Brown ákvað að hnötturinn ætti skilið nafn úr grísk-rómversku goðafræðinni líkt og reikistjörnurnar. Eris var gyðja styrjalda og átaka í grískri goðafræði og vísar nafnið meðal annars til þeirra deilna sem upp spruttu meðal stjörnufræðinga um stöðu Plútó og annarra útstirna eftir uppgötvun Erisar. Deilunum lauk að mestu þegar Alþjóðasamband stjarnfræðinga úrskurðaði að Plútó væri ekki lengur reikistjarna í ágúst 2006.

Braut og snúningur

Eris hreyfist afar hægt vegna fjarlægðar sinnar sem veldur því að auðvelt er að greina fyrirbærið á gögnum sem aðrir sjónaukar hafa aflað. Fljótlega eftir að tilkynnt var um uppgötvunina fannst hnötturinn í gagnagrunnum annarra sjónauka, meðal annars á ljósmyndaplötu sem breski Schmidt-sjónaukinn í Siding Springs í Ástralíu tók árið 1989.

Eftir því sem athuganir ná yfir lengri tíma, þeim mun betur er hægt að ákvarða braut hnattarins. Í ljós kemur að brautin er mjög sporöskjulaga. Í sólnánd er hann 38 sinnum lengra frá sólu en jörðin (38 stjarnfræðieiningar) en í sólfirð er hann 97 sinnum lengra frá sólu (97 stjarnfræðieiningar). Umferðartími hans er um 557 ár og verður hann næst í sólnánd árið 2257. Eris var seinast í sólnánd milli 1698 og 1699 en í sólfirð í kringum 1977.

Braut Erisar hallar um 44 gráður sem er óvenjulegt miðað við þekkta hnetti í sólkerfinu. Stjörnufræðingar telja því að búast megi við að fleiri hnettir með háan brautarhalla finnist á víð og dreif um Kuipersbeltið.

Sýndarbirtustig Erisar þessi árin er +18,7 svo hægt er að greina hana með stórum áhugamannasjónauka (helst 14 tommur og stærri) og CCD-myndavél við kjöraðstæður. Ástæða þess að hnötturinn fannst svona seint má fyrst og fremst rekja til mikils brautarhalla. Flestar leitir að hnöttum í ytra sólkerfinu hafa einskorðast við sólbauginn, þar sem flestir hnettir finnast. Fáum eða engum dagg einfaldlega í hug að leita undir og yfir sólbauginn.

Eris er nú um stundir í stjörnumerkinu Hvalurinn. Frá árinu 1876 til 1929 var hún í Myndhöggvaranum og í Fönix frá 1840 til 1875. Árið 2036 verður Eris að finna í Fiskunum til ársins 2065 þegar hún færist yfir í Hrútinn. Smám saman færist Eris norðar á himinninn og kemur þannig inn í Perseif (Perseus) árið 2128 og í Gírafann árið 2173. Þá hefur Eris náð nyrstu stöðu á himninum og fer eftir það í suðlægari merki.

Stærð, massi og eðlismassi

Erfitt getur verið að meta stærð fyrirbæra sem finnast í útjaðri sólkerfisins, vegna þess hve þau eru smá og dauf. Stjörnufræðingar geta fundið út stærðir hnattanna með því að mæla magn ljóssins sem þeir endurvarpa. Mælingar benda til þess að hnötturinn sé nokkru stærri en Plútó eða í kringum 2397 km með óvissu upp á 100 km. (Birta fyrirbæris veltur á stærð þess og endurskinshlutfalli, því magni sólarljóss sem hnötturinn endurvarpar). Nákvæmari stærð verður fengin með athugunum Hubblessjónaukans og Spitzersjónaukans.

Athugun með Spitzer er oft besta leiðin til að finna út stærð fyrirbæra í ytri hluta sólkerfisins. Spitzer mælir innrautt ljós eða varmann sem fyrirbæri sendir frá sér. Ef við þekkjum fjarlægðina til tiltekins hnattar, höfum við nokkuð góða hugmynd um yfirborðshitastigið. Þannig getum við mælt varmaútgeislunina frá hnettinum og fundið út stærð hans. Til gamans má geta að sólarljósið er næstum sólarhring að komast frá sólinni til hnattarins og endurvarpast aftur til jarðar.

Hægt er að reikna út massa Erisar með miklu nákvæmari hætti. Svo vel vill til að Eris hefur fylgitungl og hægt er að nota umferðartíma þess, sem er 15,774 dagar, til þess að reikna út massan með aðstoð Keplerslögmálanna. Útreikningarnir benda til þess að Eris sé 27% massameiri en Plútó.

Yfirborð og lofthjúpur

Hægt er að finna út samsetningu fjarlægra hnatta með því að skoða sólarljósið sem þeir endurvarpa. Ljósið sem jörðin endurvarpar sýnir til dæmis greinileg merki um súrefni, kolefni og margt fleira.

Stjörnufræðingarnir hafa rannsakað samsetningu hnattarins með Geimini-stjörnustöðinni á Mauna Kea á Hawaii og líkist hann mjög Plútó. Á yfirborðinu er líklega að finna frosið metan á meðan innviðir hans er líklega blanda bergs og íss, líkt og í Plútó. Hnettirnir tveir eru þó ekki nákvæmlega eins. Þannig er Plútó rauðleitari en Eris sem er gráleitari. Ekki er vitað hvers vegna svo er.

Þótt Eris sé allt að þrefalt lengra frá sólinni en Plútó kemst hún nógu nálægt sólinni til þess að einhver örlítill hluti íss á yfirborðinu byrji að þurrgufa, þ.e. breytast úr ís í gufu án þess að verða fljótandi þess á milli. Þess vegna gæti Eris haft örþunnan lofthjúp úr metani sem myndast þegar dvergreikistjarnan nálgast sólina en frýs aftur og fellur sem snjór og hrím þegar Eris fjarlægist sólina.

Litróf Erisar og Plútós eru keimlík og bendir til að á yfirborðinu sé metanís.

Fylgitunglið Dysnómía

Skömmu eftir uppgötvun Erisar fundu sömu stjörnufræðingar, þeir Michael Brown, Chad Trujillo og David Rabinowitz, fylgitungl á braut um hnöttinn. Tunglið fannst á myndum sem teknar voru með nýjum tækjabúnaði á Keck-sjónaukunum þann 10. september 2005. Þessi nýi tækjabúnaður gerir stjörnufræðingum kleift að ná sömu upplausn og Hubblessjónaukinn. Á myndunum tóku stjörnufræðingarnir eftir daufum hnetti við hlið dvergreikistjörnunnar. Hnötturinn var á hreyfingu miðað við stjörnurnar í bakgrunninum og ályktuðu því sem svo að þarna væri um tungl að ræða.

Uppgötvunin kom stjörnufræðingum mjög til góða því með því að mæla brautarhraða tunglsins er auðvelt að finna massa hnattarins. Eftir því sem það snýst hraðar umhverfis 2003 UB313, þeim mun massameiri er hann. Ef við þekkjum síðan massann, getum við áttað okkur á úr hverju hnötturinn er.

Mjög lítið er vitað um tunglið enn sem komið er. Talið er að það sé milli 50 til 100 km í þvermál og 500 sinnum daufara en Eris. Fjarlægðin milli þeirra er talin tíu sinnum minni en fjarlægðin milli jarðar og tunglsins, eða í kringum 37 þúsund km. Umferðartími tunglsins er 15,774 dagar.

Eftir uppgötvun tunglsins fékk það til bráðabirgða nafnið S/2005 (2003 UB313) 1 eða 2003 UB313/S1 (tungl númer eitt hjá 2003 UB313). Brown og samstarfsmönnum hans þótti þessi nöfn heldur óþjál og kölluðu því tunglið Gabrielle eftir aðstoðarkonu stríðsprinsessunnar Xenu. Brown valdi síðar nafnið Dysnómía sem var dóttir Erisar í grískri goðafræði.

Ekki er óalgengt að hnettir í Kuipersbeltinu hafi fylgihnetti. Nærtækustu dæmin eru Plútó og 2003 EL61 (hnöttur sem fannst á svipuðum tíma og 2003 UB313) en báðir hnettir hafa fylgihnetti. Talið er að tunglið hafi myndast við árekstur tveggja hnatta úr Kuipersbeltinu, ekki ósvipað og hvernig talið er að tungl jarðarinnar hafi myndast.

Eris og Dysnómía séð með Hubblessjónaukanum.

Heimildir

  1. Vefsíða Michael Brown
Digg This! Del.icio.us; Reddit Stumble It! Facebook