Kuiper Belt har været en uendelig kilde til opdagelser i løbet af det sidste årti. Fra og med dværgplaneten Eris, som først blev observeret af en Palomar Observatory-undersøgelse ledet af Mike Brown i 2003, er mange interessante Kuiper Belt-objekter (KBO'er) blevet opdaget, hvoraf nogle er sammenlignelige i størrelse med Pluto.
Og ifølge en ny rapport fra IAU Minor Planet Center er endnu et organ blevet opdaget ud over Plutos bane. Officielt udpeget som UZ224 2014, er dette organ placeret omkring 14 milliarder km (90 AUs, eller 8,5 milliarder miles) fra Solen. Denne dværgplanet er ikke kun det nyeste medlem af vores Solar-familie, det er også den næst længste krop fra vores sol med en stabil bane.
Opdagelsen blev foretaget af David Gerdes, professor i astrofysik ved University of Michigan, og forskellige kolleger tilknyttet ved Dark Energy Survey (DES) - et projekt, der bygger på Cerro Tololo Inter-American Observatory i Chile. Tidligere har Gerdes 'forskning fokuseret på påvisning af mørk energi og udvidelsen af universet.
Til dette formål har DES brugt de sidste fem år på at undersøge omtrent en ottende af himlen ved hjælp af Dark Energy Camera (DECam), et 570-megapixel kamera monteret på Victor M. Blanco-teleskopet ved Cerro Tololo. Dette instrument blev bestilt af USA. Energieafdelingen til at gennemføre undersøgelser af fjerne galakser, og Dr. Gerdes havde en hånd i at skabe.
Ikke overraskende har denne samme teknologi også gjort det muligt at opdage opdagelser i udkanten af solsystemet. For to år siden var det netop det, Gerdes udfordrede en gruppe bachelorstuderende til at gøre (som en del af et sommerprojekt). Disse studerende undersøgte billeder taget af DES mellem 2013-2016 for indikationer af bevægelige genstande. Siden den tid er analyseteamet vokset til at omfatte seniorforskere, postdokumenter, kandidater og bachelorstuderende.
Mens fjerne stjerner og galakser ville forekomme stationære på disse billeder, dukkede fjerne TNO'er op forskellige steder over tid - hvorfor kaldes ”transienter”. Som Dr. Gerdes forklarer i sin UZ224 Fact Sheet fra 2014, som er tilgængelig på hans hjemmeside fra University of Michigan:
”For at identificere transienter brugte vi en teknik, der er kendt som” forskel imaging ”. Når vi tager et nyt billede, trækker vi fra det et billede af det samme område af himlen taget en anden nat. Objekter, der ikke ændrer sig, forsvinder i denne subtraktion, og vi sidder kun tilbage med transienterne ... Denne proces giver millioner af transienter, men kun ca. 0,1% af dem viser sig at være fjerne mindre planeter. For at finde dem, skal vi "forbinde prikkerne" og bestemme, hvilke transienter der faktisk er den samme ting i forskellige positioner på forskellige nætter. Der er mange prikker og MANGE flere mulige måder at forbinde dem på. ”
Dette var en vanskelig proces. Ud over at have brug for tusinder af computere på Fermilab til at behandle hundreder af terabyte med data, måtte teamet skrive specielle programmer for at gøre det. Gerdes og hans kolleger stole også på hjælp fra professorer Masao Sako og Gary Bernstein fra University of Pennsylvania, som bidrog med de vigtigste gennembrud, der gjorde det muligt for dem at udføre forskelle imaging over hele undersøgelsesområdet.
I sidste ende blev der opdaget snesevis af nye trans-neptuniske objekter (TNO'er), hvoraf den ene var 2014 UZ224. Ifølge deres observationer kunne dens diameter være fra 350 til 1200 km, og det tager 1.136 år at gennemføre en enkelt bane om vores sol. For perspektivets skyld er Pluto 2370 km i diameter og har en omløbstid på 248 år.
Stephanie Hamilton, en kandidatstuderende ved University of Michigan, var personligt involveret i projektet. Hendes rolle var at bestemme størrelsen på 2014 UZ224, hvilket var vanskeligt ud fra de første observationer alene. Som hun fortalte Space Magazine via e-mail:
”Objektets lysstyrke i synligt lys alene afhænger både af dets størrelse og hvor reflekterende det er, så du kan ikke unikt bestemme en af disse egenskaber uden at antage en værdi for den anden. Heldigvis er der en løsning på dette problem - varmen objektet udsender er også proportional med dets størrelse, så at opnå en termisk måling ud over de optiske målinger betyder, at vi så ville være i stand til at beregne objektets størrelse og albedo (reflektans) uden at skulle antager det ene eller det andet.
”Vi var i stand til at få et billede af vores objekt ved en termisk bølgelængde ved hjælp af Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) i Chile. Jeg arbejder på at kombinere alle vores data sammen for at bestemme størrelsen og albedo, og vi forventer at forelægge et papir om vores resultater omkring midten af november eller deromkring. ”
Men som med alle ting, der er relateret til ”dværgplaneter”, har der været en vis uenighed om denne opdagelse. I betragtning af objektets dimensioner er der nogle, der sætter spørgsmålstegn ved, om etiketten finder anvendelse eller ej. Men som Gerdes angiver på faktabladet, passer denne krop til de fleste af forudsætningerne:
”I henhold til de officielle IAU-retningslinjer skal en dværgplanet opfylde fire kriterier. Den skal a) bane rundt solen (tjek!), B) ikke være en satellit (tjek!) C) ikke har ryddet kvarteret omkring dens bane (tjek!) Og d) have masser nok til at være runde. Det er denne sidste vare, der er usikker, og den eneste måde at sikre sig på er at få et billede, der er detaljeret nok til faktisk at se dens form. Ikke desto mindre er en genstand med en diameter på over 400 km sandsynligvis rund. ”
Gerdes og hans team forventer at være travlt, forfatter af papiret, der vil detaljerede deres fund, ved hjælp af ALMA-matrixen for at få flere vurderinger af 2014 UZ224-størrelse og sigtning gennem dataene for at se efter flere objekter i Kuiper Belt. Dette inkluderer den sagnomsuste Planet 9, som astronomer har søgt i årevis.
I betragtning af dens afstand fra solen ville UZ224's bane 2014 ikke blive påvirket af tilstedeværelsen af Planet 9, og er derfor til ingen hjælp. Gerdes er imidlertid optimistisk for, at beviset for dette massive legeme er der i dataene. Givet tid og meget databehandling finder de måske bare det! I mellemtiden er dette nyopdagede objekt sandsynligvis omdrejningspunktet for en masse fascinerende forskning.
"Det er et interessant objekt i sig selv - fjerne objekter som dette er 'kosmiske rester' fra den oprindelige disk, der fødte solsystemet," skriver Gerdes. "Ved at studere dem og lære mere om deres distribution, orbitalegenskaber, størrelser og overfladeegenskaber, kan vi lære mere om de processer, der fødte solsystemet og i sidste ende os."
