Hubble dostrzegł księżyc trzeciej pod względem rozmiarów planety karłowatej

Hubble dostrzegł księżyc planety karłowatej 2007 OR10. Powyższe dwa zdjęcia wykonane w odstępie roku przedstawiają księżyc krążący wokół planety. 2007 OR10 to trzecia pod względem wielkości planeta karłowata (po Plutonie i Eris) i największy obiekt Układu Słonecznego bez własnej nazwy. Źródło: NASA, ESA, C.Kiss (Konkoly Observatory) oraz J. Stansberry (STScI)

Połączone moce trzech obserwatoriów kosmicznych pozwoliły astronomom dostrzec księżyc krążący wokół trzeciej pod względem rozmiarów planety karłowatej znanej jako 2007 OR10.  Oba obiekty przebywają na mroźnych przedmieściach Układu Słonecznego, w Pasie Kuipera wypełnionym lodowymi pozostałościami po procesie formowania naszego układu planetarnego jakieś 4,6 mld lat temu.

Dzięki temu odkryciu możemy już powiedzieć, że większość znanych nam planet karłowatych w Pasie Kuipera, których średnica jest większa niż 1000 km posiada własne księżyce. Obiekty te stanowią doskonałe źródło wiedzy o procesach formowania księżyców w młodym Układzie Słonecznym.

Odkrycie satelitów wokół wszystkich znanych dużych planet karłowatych – za wyjątkiem Sedny – oznacza, że w momencie ich formowania miliardy lat temu w ich otoczeniu musiało dochodzić do znacznie większej liczby kolizji niż nam się wydawało –  mówi Csaba Kiss z Obserwatorium Konkoly w Budapeszcie. To właśnie on jest autorem artykułu naukowego ogłaszającego odkrycie księżyca. Jeżeli do kolizji dochodziło często, stosunkowo często musiały one prowadzić do powstawania takich satelitów.

Obiekty zderzały się ze sobą ponieważ zamieszkiwały stosunkowo zatłoczony region. Obszar ten musiał charakteryzować się całkiem dużym zagęszczeniem obiektów, a niektóre z nich były masywnymi ciałami, które zaburzały orbity mniejszych –  mówi John Stansberry, członek zespołu naukowego z STScI w Baltimore.

Jednak prędkość zderzających się obiektów nie mogła być ani za duża ani za niska. Gdyby prędkość zderzenia była zbyt duża zderzenie prowadziłoby do powstania mnóstwa odłamków, które z łatwością uciekły by z miejsca zderzenia, gdyby prędkość była za niska zderzenie prowadziłoby do powstania krateru uderzeniowego.

Zderzenia w Pasie Planetoid są zazwyczaj niszczące, bowiem obiekty go zamieszkujące poruszają się z dużymi prędkościami względnymi. Pas Planetoid to obszar pełen skalnych odłamków między orbitami Marsa i Jowisza. Potężne oddziaływanie grawitacyjne ze strony Jowisza przyspiesza planetoidy, co często prowadzi do gwałtownych zderzeń obiektów w pasie.

Zespół naukowy zauważył księżyc na archiwalnych zdjęciach 2007 OR10 wykonanych za pomocą kamery WFC3 zainstalowanej na Kosmicznym Teleskopie Hubble.  Pierwsze informacje wskazujące na możliwą obecność księżyca w pobliżu 2007 OR10 pojawiły się podczas obserwacji tej planety karłowatej za pomocą teleskopu Kepler. Kepler odkrył, że 2007 OR10 charakteryzuje się wolnym tempem rotacji – pełen obrót wokół własnej osi zajmuje temu obiektowi 45 godzin. Typowy okres rotacji dla obiektów Pasa Kuipera (KBO) jest krótszy niż 24 godziny. Zabraliśmy się za przeglądanie zdjęć archiwalnych z Hubble’a ponieważ długi okres rotacji mógł być spowodowany przyciąganiem grawitacyjnym ze strony księżyca. 

Astronomowie dostrzegli księżyc na dwóch osobnych zdjęciach z Hubble’a wykonanych w odstępie roku. Zdjęcia dowodzą, że księżyc jest grawitacyjnie związany z 2007 OR10 ponieważ porusza się z planetą karłowatą na tle gwiazd. Niemniej jednak obserwacje nie zawierały wystarczającej ilości informacji, aby można było ustalić parametry orbity księżyca.

Astronomowie obliczyli średnice obu obiektów w oparciu o obserwacje przeprowadzone w dalekiej podczerwieni za pomocą Kosmicznego Obserwatorium Herschel. Średnica planety karłowatej to ok. 1500 km, a księżyca 250-400 km. 2007 OR10 porusza się po eliptycznej orbicie, aktualnie znajdując się niemal trzy razy dalej od Słońca niż Pluton.

2007 OR10 jest członkiem ekskluzywnej grupy dziewięciu planet karłowatych. Spośród nich tylko Pluton i Eris są większe od 2007 OR10. Obiekt ten został odkryty w 2007 roku przez Meg Schwamb, Mike’a Browna oraz Davida Rabinowitza w ramach przeglądu, którego celem było poszukiwanie odległych ciał Układu Słonecznego za pomocą Teleskopu Samuela Oschina w Obserwatorium Palomar w Kaliforni.

Źródło: NASA/JPL/STScI