Billedkredit: Hubble
Ved hjælp af Hubble-rumteleskopet har astronomer opdaget tre af de svageste og små objekter, der nogensinde er set i det ydre solsystem. Det overraskende er imidlertid, hvor få Kuiper-objekter holdet opdagede. De forventede at finde 60 så små som 15 km i det felt, de undersøgte, men dukkede kun op 3.
Astronomer, der bruger NASAs Hubble-rumteleskop, har opdaget tre af de svageste og mindste objekter, der nogensinde er blevet opdaget uden for Neptun. Hver genstand er en klump is og klippe? nogenlunde på størrelse med Philadelphia? kredser ud over Neptune og Pluto, hvor de iskolde kroppe kan have boet siden dannelsen af solsystemet for 4,5 milliarder år siden. De bor i et ringformet område kaldet Kuiper Belt, som huser en sverm af iskolde klipper, der er resterende byggesten, eller ”planetesimaler” fra solsystemets oprettelse.
Resultaterne af søgningen blev annonceret af en gruppe ledet af astronom Gary Bernstein fra University of Pennsylvania på dagens møde i Division of Planetary Sciences i Monterey, Calif.
Undersøgelsens store overraskelse er, at så få Kuiper Belt-medlemmer blev opdaget. Med Hubbles udsøgte beslutning forventede Bernstein og hans kolleger at finde mindst 60 Kuiper Belt-medlemmer så små som 15 mil (15 km) i diameter? men kun tre blev opdaget.
”At opdage mange færre Kuiper Belt-objekter end forventet gør det vanskeligt at forstå, hvordan så mange kometer vises i nærheden af Jorden, da mange kometer blev antaget at stamme fra Kuiper Belt,” siger Bernstein. ”Dette er et tegn på, at de mindre planetesimaler måske er blevet knust i støv ved at kollidere med hinanden i de sidste par milliarder år.”
Bernstein og hans kolleger brugte Hubble til at se efter planetesimaler, der er meget mindre og svagere end man kan se fra jordbaserede teleskoper. Hubbles avancerede kamera til undersøgelser blev peget på en region i stjernebilledet Jomfruen over en 15-dages periode i januar og februar 2003. En bank på 10 computere på jorden arbejdede i seks måneder på at søge efter svage bevægelige steder i Hubble-billederne.
Søgningen nettet tre små objekter, navngivet 2003 BF91, 2003 BG91 og 2003 BH91, der strækker sig i størrelse fra 25 til 28 km (25-45 km) på tværs. De er de mindste genstande, der nogensinde er fundet ud over Neptune. På deres nuværende placering er disse iskolde kroppe en milliard gange svagere (29. styrke) end de svageste genstande, der er synlige for det blotte øje. Men et iskoldt legeme i denne størrelse, der slipper ud af Kuiper Belt for at vandre nær solen, kan blive synlig fra Jorden som en komet, når det vandrende legeme begynder at fordampe og danne en omgivende sky.
Astronomer undersøger Kuiper Belt, fordi regionen tilbyder et vindue til den tidlige historie af vores solsystem. Planeterne dannet for over 4 milliarder år siden fra en sky af gas og støv, der omringede spædbarnet Sun. Mikroskopiske is og støvstykker klistrede sammen for at danne klumper, der voksede fra småsten til stenblokke til by- eller kontinentstørrelse planetesimaler. De kendte planeter og måner er resultatet af kollisioner mellem planetesimaler. I det meste af solsystemet er alle planetesim enten optaget i planeter eller skubbet ud i interstellar rum, hvilket ødelægger sporene i de tidlige dage af solsystemet.
Omkring 1950 foreslog Gerard Kuiper og Kenneth Edgeworth, at der i regionen uden for Neptun ikke findes planeter, der er i stand til at skubbe de resterende planetesimaler ud. Der skulle være en zone, sagde de to astronomer? nu kaldet Kuiper Belt? fyldt med små, iskolde kroppe. På trods af mange års søgning blev det første sådanne objekt ikke fundet før i 1992. Siden da har astronomer opdaget næsten 1.000 fra jordbaserede teleskoper. De fleste astronomer mener nu, at Pluto, opdaget i 1930, faktisk er et medlem af Kuiper Belt.
Astronomer bruger nu Kuiper Belt til at lære om solsystemets historie, ligesom paleontologer bruger fossiler til at studere det tidlige liv. Hver begivenhed, der påvirkede det ydre solsystem? såsom mulige gravitationsforstyrrelser fra forbipasserende stjerner eller lang forsvundne planeter? fryses ind i egenskaberne hos Kuiper Belt-medlemmerne, som astronomer ser i dag.
Hvis Hubble-teleskopet kunne søge i hele himlen, ville det måske finde en halv million planetesimaler. Hvis det indsamles i en enkelt planet, ville det resulterende objekt imidlertid kun være et par gange større end Pluto. De nye Hubble-observationer kombineret med de seneste jordbaserede Kuiper Belt-undersøgelser forstærker ideen om, at Pluto selv og dens måne Charon bare er store Kuiper Belt-medlemmer. Hvorfor Kuiper Belt planetesimals ikke dannede en større planet, og hvorfor der er færre små planetesimals end forventet, er spørgsmål, der vil blive besvaret med yderligere Kuiper Belt-undersøgelser. Disse undersøgelser hjælper astronomer med at forstå, hvordan planeter også kan have dannet sig omkring andre stjerner.
De nye Hubble-resultater blev rapporteret af Bernstein og David Trilling (University of Pennsylvania); Renu Malhotra (University of Arizona); Lynne Allen (University of British Columbia); Michael Brown (California Institute of Technology); og Matthew Holman (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics). Resultaterne er blevet forelagt Astronomical Journal til offentliggørelse, og en foreløbig rapport er tilgængelig på Internettet på http://arxiv.org/abs/astro-ph/0308467.
Originalkilde: Hubble News Release
