ALMA przygląda się DeeDee – odległemu, ciemnemu obiektowi Układu Słonecznego

Wizja artystyczna przedstawiająca 2014 UZ224, odległy obiekt Układu Słonecznego nazywany także DeeDee. Źródło: Alexandra Angelich (NRAO/AUI/NSF)

Wykorzystując do swoich obserwacji obserwatorium Atacama Large Milimeter/submilimeter Array (ALMA) astronomowie uzyskali wiele szczegółowych informacji o niedawno odkrytym, odległym obiekcie Układu Słonecznego oznaczonym jako 2014 UZ224, a znanym także nieformalnie jako DeeDee.

DeeDee, obiekt znajdujący się niemal trzy razy dalej od Słońca niż Pluton to drugi w kolejności najbardziej odległy obiekt trans-neptunowy (TNO) o potwierdzonej orbicie. Za jego orbitą znamy już tylko planetę karłowatą Eris. Astronomowie szacują, że za orbitą Neptuna takich lodowych obiektów Układu Słonecznego może być jeszcze kilkadziesiąt tysięcy.

Najnowsze dane zebrane za pomocą ALMA pozwoliły naukowcom określić, że DeeDee ma średnicę około 635 kilometrów czyli 2/3 średnicy Ceres, największego obiektu pasa planetoid. Przy takich rozmiarach DeeDee może być wystarczająco dużym obiektem, aby przyjąć kształt sferyczny i spełniać kryteria planety karłowatej.

„Daleko za orbitą Plutona rozciąga się  obszar zaskakująco bogaty w obiekty planetarne. Niektóre z nich są małe, a inne z kolei dorównują rozmiarami Plutonowi, a nawet mogą być od niego większe”,  mówi David Gerdes, badacz z University of Michigan i główny autor artykułu opublikowanego w periodyku Astrophysical Journal Letters. „Z uwagi na ich ogromną odległość od nas, są to obiekty wyjątkowo trudne do zaobserwowania, nie mówiąc już o ich szczegółowym badaniu. ALMA jednak umożliwiła nam dość dokładne zbadanie tego konkretnego obiektu”.

Aktualnie DeeDee znajduje się 92 jednostki astronomiczne (AU) od Słońca. Jednostka astronomiczna to średnia odległość Ziemi od Słońca czyli około 150 000 000 kilometrów. W tak ogromnej odległości DeeDee potrzebuje ponad 1100 lat, aby okrążyć Słońce.

Gerdes wraz ze swoim zespołem ogłosił odkrycie DeeDee jesienią ubiegłego roku. Odkrycia dokonano za pomocą 4-metrowego teleskopu Blanco zainstalowanego w Obserwatorium Cerro Tololo w Chile w ramach Dark Energy Survey – optycznego przeglądu 12 procent nieba, którego celem było zrozumienie tajemniczej siły napędzającej rozszerzanie Wszechświata.

Zdjęcie słabej poświaty w zakresie milimetrowym, której źródłem jest obiekt planetarny 2014 UZ224 znany także jako DeeDee.

W ramach przeglądu DES powstaje bogaty katalog zdjęć, który umożliwia astronomom m.in. okazję do poszukiwania odległych obiektów Układu Słonecznego. W ramach wstępnego przeglądu 15 000 zdjęć, naukowcy zidentyfikowali ponad 1,1 miliarda kandydatów. Znaczna część z nich okazała się gwiazdami tła lub nawet odległymi galaktykami. Niewielki wycinek obiektów poruszał się powoli na tle innych gwiazd, a to sygnał, że mogą to być obiekty TNO.

Dane optyczne z teleskopu Blanco umożliwiły astronomom zmierzenie odległości i właściwości orbitalnych DeeDee, jednak nie pozwalały na zmierzenie jej rozmiarów czy innych cech fizycznych. Możliwe było, że DeeDee to stosunkowo mały obiekt odbijający stosunkowo dużą część padającego na niego światła. Mógł też być to niespotykanie duży ale ciemny obiekt.

Ponieważ ALMA obserwuje zimny, ciemny Wszechświat, za jej pomocą możliwe było wykrycie ciepła – w formie promieniowania milimetrowego – emitowanego naturalnie przez chłodne obiekty w przestrzeni kosmicznej. Sygnatura ciepła pochodząca z odległego obiektu Układu Słonecznego byłaby wszak proporcjonalna do jej rozmiarów.

„Obliczyliśmy, że ten obiekt jest nieprawdopodobnie zimny i charakteryzuje się temperaturą ok. 30 K”,  mówi Gerdes.

Choć ilość promieniowania w zakresie optycznym odbitego od DeeDee można porównać do jasności płomienia świeczki znajdującej się w połowie odległości do Księżyca, ALMA była w stanie szybko uzyskać sygnaturę ciepła obiektu i zmierzyć jego jasność w zakresie milimetrowym.

Orbity obiektów Układu Słonecznego, wskazujące aktualne położenie DeeDee. Źródło: Alexandra Angelich (NRAO/AUI/USF)

Dzięki tym danym astronomowie ustalili, że DeeDee odbija zaledwie 13 procent padającego na niego światła.

Łącząc dane z ALMA z wcześniejszymi danymi w zakresie optycznym, astronomowie otrzymali informacje potrzebne do obliczenia rozmiaru obiektu.

Obiekty takie jak DeeDee to kosmiczne pozostałości po okresie formowania Układu Słonecznego. Ich orbity i właściwości fizyczne dostarczają nam ważnych informacji o powstawaniu planet.

To odkrycie jest ekscytujące także dlatego, że udowadnia nam możliwość odkrywania bardzo odległych, wolno przemieszczających się po niebie obiektów Układu Słonecznego. Badacze zauważają, że taka sama technika może pomóc w odkryciu hipotetycznej „Planety 9”, która może wciąż ukrywać się za orbitą DeeDee i Eris.

Źródło: NRAO