eso1246fi — Tutkimustiedote

Kääpiöplaneetta Makemakelta puuttuu kaasukehä

Etäinen, jäätynyt maailma paljastaa salaisuuksiaan ensimmäistä kertaa

21. marraskuuta 2012

Tähtitieteilijät ovat käyttäneet kolmea ESO:n Chilessä sijaitsevien observatorioiden teleskooppia havaitakseen kääpiöplaneetta Makemakea sen ajelehtiessa etäisen tähden editse ja peittäen sen valon näkyvistä. Uusista havainnoista he ovat voineet ensimmäistä kertaa tarkistaa onko Makemaken ympärillä kaasukehä. Tämän jäisen maailman kiertorata on aurinkokunnan ulko-osissa ja sillä odotettiin olevan kaasukehä Pluton tavoin (eso0908), mutta nyt on osoitettu, että asia ei ole näin. Tiedemiehet mittasivat myös Makemaken tiheyden ensimmäisen kerran. Uudet tulokset on määrä julkaista tiedejulkaisu Naturen numerossa 22. marraskuuta.

Kääpiöplaneetta Makemake [1] on kooltaan noin kaksi kolmannesta Plutosta ja kiertää Aurinkoa etäisellä kiertoradalla, joka sijaitsee Pluton radan takana, mutta lähempänä Aurinkoa kuin Eris, joka on aurinkokunnan massiivisin tunnettu kääpiöplaneetta (eso1142). Aikaisemmat havainnot jäisestä Makemakesta ovat osoittaneet, että se on samankaltainen muihin kääpiöplaneettoihin verrattuna, minkä johdosta jotkin tähtitieteilijät ovat odottaneet sen mahdollisen kaasukehän olevan samankaltainen kuin Plutolla. Uusi tutkimus osoittaa nyt kuitenkin, että Erisin tavoin Makemakea ei ympäröi merkittävää kaasukehää.

José Luis Ortizin (Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC, Espaja) johtama tutkimusryhmä yhdisti kolmea ESO:n La Sillan ja Paranalin observatorioilla Chilessä sijaitsevaa teleskooppia: VLT-teleskooppia, NTT-teleskooppia ja TRAPPIST-teleskooppia käyttäen havaittua runsasta aineistoa aineistoihin muilta, pieniltä teleskoopeilta Etelä-Amerikassa [2] katsoakseen Makemakea sen kulkiessa etäisen tähden editse [3].

"Makemaken kulkiessa töhden editse ja pimentäessä sen, tähti katosi ja ilmaantui uudelleen hyvin äkkinäisesti - sen sijaan, että olisi himmentynyt ja kirkastunut vähitellen. Tämä tarkoittaa, että pienellä kääpiöplaneetalla ei ole merkittävissä määrin kaasukehää," sanoo José Luis Ortiz. "Ajateltiin, että Makemakella olisi ollut hyvät mahdollisuudet kehittää kaasukehä. Se, että sellaisesta ei ole jälkeäkään, osoittaa vain kuinka paljon meillä on yhä opittavaa näistä mystisistä kappaleista. Makemaken ominaisuuksien selvittäminen ensimmäistä kertaa on iso askel eteenpäin tutkiessamme valikoimaa jäisiä kääpiöplaneettoja."

Makemaken kuuttomuus ja sen suuri etäisyys meistä tekevät sen vaikeaksi tutkimuskohteeksi [4], ja se vähä mitä siitä tiedämme on vain summittaista. Tutkimusryhmän uudet havainnot lisäävät paljon uusia yksityiskohtia käsitykseemme Makemakesta — määrittäen sen koon entistä tarkemmin, asettaen rajat sen mahdolliselle kaasukehälle ja esittäen arvion kääpiöplaneetan tiheydestä ensimmäisen kerran. Tähtitieteilijät ovat myös kyenneet mittaamaan niistä paljonko Auringon valosta Makemaken pinta heijataa eli mikä sen albedo on [5]. Makemaken albedo, vähintään 0.77, on verrannollinen likaiseen lumeen eli se on suurempi kuin Plutolla, mutta pienempi kuin Erisillä.

Makemakea oli mahdollista havaita tällaisella tarkkuudella vain koska se kulki tähden editse tapahtumassa, jota kutsutaan tähdenpimennykseksi. Nämä harvinaiset tapahtumat mahdollistavat tähtitieteilijöiden ensimmäistä kertaa selvittää paljon joskus heikoista ja herkistä kaasukehistä näiden etäisten, mutta tärkeiden, aurinkokunnan kappaleiden ympärillä. Ne tarjoavat myös hyvin tarkkaa tietoa niiden muista ominaisuuksista.

Pimennykset ovat erityisen harvinaisia Makemaken tapauksessa, koska se liikkuu hyvin harvatähtisessä alueessa taivaasta. Näiden harvinaisten tapahtumien tarkka ennakointi ja havaitseminen on erittäin vaikeaa ja pitkin Etelä-Amerikkaa hajaaantuneen, mutta hyvin koordinoidun havaintoryhmän onnistuneet havainnot vaidaan luokitella merkittäviin saavutuksiin.

"Pluto, Eris ja Makemake ovat suurempia esimerkkejä lukuisista jäisistä kappaleista, jotka kiertävät kaukana Auringostame," sanoo José Luis Ortiz. "Uudet havaintomme ovat suuresti parantaneet tietämystämme yhdestä suurimmista, Makemakesta. Voimme käyttää tätä tietämystä tutkiessamme lisää kiehtovia kohteita tässä osassa avaruutta."

Lisähuomiot

[1] Makemake tunnettiin alkuunsa nimellä 2005 FY9. Se löydettiin muutama päivä pääsiäisen jälkeen maaliskuussa 2005, mistä syystä se sai lempinimen Easterbunny (Pääsiäispupu). Heinäkuussa 2008 se sai virallisesti nimen Makemake. Makemake on ihmiskunnan luonut hedelmällisyyden jumala Pääsiäissaaren alkuperäisasukkaiden myyteissä.

Makemake on yksi viidestä Kansainvälisen tähtitieteilijöiden unionin tähän mennessä tunnustamasta kääpiöplaneetasta. Muut ovat Ceres, Pluto, Haumea ja Eris. Lisätietoja kääpiöplaneetoista ja planeetoista on saatavilla Kansainväliseltä tähtitieteiijöiden unionilta.

[2] Eräs tässä havaintokampanjassa käytetty teleskoopp oli chileläisen Católica del Norte Universityn 0.84-metrin teleskooppi. Tämä teleskooppi sijaitsee Cerro Armazonesilla, Euroopan erittäin suuren teleskoopin E-ELT:n tulevalla sijaintipaikalla.

[3] Makemake kulki himmeän tähden NOMAD 1181-0235723 (missä NOMAD tulee sanoista Naval Observatory Merged Astrometric Dataset) editse 23. huhtikuuta 2011. Tutkimusryhmä havaitsi tämän tapahtuman seitsemällä eri teleskoopilla Brasiliassa ja Chilessä. Tapahtuma kesti vain noin yhden minuutin, joten tähtitieteilijät hyödynsivät erityistä ULTRAMAR-nimellä tunnettua nopean valotuksen kameraa (eso0520) ja ISAAC-nimistä nopean valotuksen infrapunakameraa taltioidakseen tapahtuman.

[4] Kohteiden, joita kiertää yksi tai useampi kuu, massat voidaan päätellä kuiden liikkeistä. Tämä ei ollut mahdollista Makemaken tapauksessa.

[5] Kääpiöplaneetalla laskettiin olevan geometrinen albedo 0.77 ± 0.03, joka on suurempi kuin Plutolla, mutta pienempi kuin Erisillä. Arvon 1 albedo tarkoittaa täysin heijastavaa kappaletta ja arvo 0 mustaa pintaa, joka ei heijasta lainkaan. Yhdessä aikaisempien tulosten kanssa havainnot viittaavat siihen, että Makemaken tiheys on 1.7 ± 0.3 grammaa kuutiosenttimetriä kohden, mikä puolestaan mahdollisti tutkimusryhmän päätellä litistyneen pallon muodon — pallon, joka on litistynyt hieman navoiltaan. Sen pienempi halkaisija on 1430 ± 9 kilometriä ja suurempi 1502 ± 45 kilometriä. Makemakella ei ole Pluton kaltaista globaalia kaasukehää tuhannesosan tarkkuudella Pluton kaasukehästä. Sillä saattaa kuitenkin olla kaasukehä, joka peittää osan sen pinnasta. Sellainen, teorioiden mahdollistama paikallinen kaasukehä on havaintojen puitteissa mahdollinen.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esitettiin tutkimusjulkaisussa "Albedo and atmospheric constraints of dwarf planet Makemake from a stellar occultation", joka ilmestyy tiedejulkaisu Naturen numerossa 22. marraskuuta 2012.

Tutkimusryhmään kuuluvat J. L. Ortiz (Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC, Espanja), B. Sicardy (Observatoire de Paris; CNRS; Université Pierre et Marie Curie; Université Paris Diderot; Institut Universitaire de France), F. Braga-Ribas (Observatoire de Paris, CNRS, Ranska; Observatório Nacional/MCTI, Brasilia), A. Alvarez-Candal (Euroopan eteläinen observatorio, Chile; Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC, Espanja), E. Lellouch (Observatoire de Paris, CNRS, Ranska), et al.

Täydellinen kirjoittajien ja heidän affiliaatioidensa lista on Nature-julkaisussa.

Euroopan eteläinen observatorio (ESO) viettää vuonna 2012 perustamisensa 50-vuotisjuhlaa. ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 15 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla Very Large Telescope (VLT), maailman kehittynein näkyvää valoa havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, ja kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja on maailman suurin kartoitusteleskooppi. VLT Survey Telescope on suurin vartavasten taivaan näkyvän valon kartoitukseen suunniteltu teleskooppi. ESO on maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, vallankumouksellisen ALMA-teleskoopin eurooppalainen yhteistyökumppani. Parhaillaan ESO suunnittelee 39-metrin kokoista optisen/lähi-infrapuna-alueen European Extremely Large -teleskooppia (E-ELT) josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

Yhteystiedot

Rami Rekola
Tuorlan observatorio
Piikkiö, Finland
Puh.: +358 2 333 8981
Matkapuhelin: +358 44 967 2424
Sähköposti: rareko@utu.fi

José Luis Ortiz
Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC
Granada, Spain
Puh.: +34 958 121 311
Matkapuhelin: +34 622 233 836
Sähköposti: ortiz@iaa.es

Bruno Sicardy
Observatoire de Paris
Paris, France
Puh.: +33 6 19 41 26 15
Sähköposti: bruno.sicardy@obspm.fr

Noemi Pinilla-Alonso
Earth and Planetary Sciences Department, University of Tennessee
Knoxville, USA
Puh.: +1 865 974 2699
Sähköposti: npinilla@seti.org

Emmanuel Jehin
Institut d'Astrophysique de I'Université de Liège
Liège, Belgium
Puh.: +32 4 3669726
Sähköposti: ejehin@ulg.ac.be

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6655
Matkapuhelin: +49 151 1537 3591
Sähköposti: rhook@eso.org

Tämä on ESOn lehdistötiedotteen käännös eso1246.
Bookmark and Share

Tiedotteesta

Tiedote nr.:eso1246fi
Nimi:Makemake
Facility:New Technology Telescope, TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope, Very Large Telescope
Science data:2012Natur.491..566O

Kuvat

Artist’s impression of the surface of the dwarf planet Makemake
Artist’s impression of the surface of the dwarf planet Makemake
Englanniksi
Path of the shadow of Makemake as it crossed the Earth on 23 April 2011
Path of the shadow of Makemake as it crossed the Earth on 23 April 2011
Englanniksi

Videot

The occultation of dwarf planet Makemake on 23 April 2011
The occultation of dwarf planet Makemake on 23 April 2011
Englanniksi

Katso myös