Niedawno odkryty glob krążący w Pasie Kuipera, 2003 UB 313 tymczasowo zwany Xeną okazuje się mieć jednak średnicę niewiele większą od Plutona! Tym samym jest 4 pod względem jasności obiektem w Pasie Kuipera i najdalszym zaobserwowanym jak dotąd tak dużym obiektem w Układzie Słonecznym. Jego wydłużona orbita sięga aż na 97,5 AU od Słońca.

Po raz pierwszy od momentu odkrycia Teleskop Kosmiczny Hubble’a zdołał dokładnie przyjrzeć się odkrytej w zeszłym roku planoidzie z pasa Kuipera, o oznaczeniu 2003 UB313, ochrzczonej roboczo mianem „Xeny”.

Xena wkrótce po odkryciu została dostrzeżona na zdjęciach już z 1989 roku. Przyczyną niezauważenia jej wtedy był bardzo wolny ruch tego obiektu, ale stosunkowo duża jasność sprawiła że nie było problemu ze znalezieniem jej teraz na wielu zdjęciach archiwalnych.

NASA

Artystyczna wizja Obiektu Pasa Kuipera zwanego tymczasowo Xena, wraz jego księżycem, ochrzczonym imieniem jej towarzyszki – Gabrieli. Słońce znajduje się w lewym górnym rogu. Podpisano ważniejsze ciała niebieskie i konstelacje.

Poprzednie obserwacje naziemne z grudnia zeszłego roku wskazywały na to, że Xena jest aż o ok. 30 procent większa od Plutona. Tymczasem okazało się, że jest ona od niego tylko nieznacznie większa – ma średnicę 2398 km (+/- 96 km), w porównaniu do 2288 km średnicy Plutona.

CALTECH

Artystyczna wizja przedstawiająca większy od Plutona obiekt Pasa Kuipera, który został zaobserwowany za pomocą teleskopu Samuel Oschin Telescope znajdującego się w Palomar Observatory. Obiekt, początkowo skatalogowany jako 2003 UB313, we wrześniu 2006 roku otrzymał nazwę Eris i został zaliczony do planet karłowatych.

Do ustalenia średnicy wystarczyła tylko garść zdjęć, na których Xena odległa jest od Ziemi o ponad 16 miliardów kilometrów i ma tylko 1,5 piksela średnicy. Odległość robi swoje, ale nawet tak słaby punkt na zdjęciach pozwolił dokonać precyzyjnych pomiarów rozmiaru i odległości. Tylko Hubble był w stanie tego dokonać.”Nie mamy innego teleskopu, który potrafiłby zmierzyć wielkość Xeny” – mówi Michael Brown z California Institute of Technology w Pasadenie, który razem z dwoma kolegami dostrzegł planetoidę na zdjęciu z 2003 roku.

NASA

W odległości aż 16 miliardów kilometrów znajduje się ciało niebieskie którego średnica niewiele przekracza szerokość Stanów Zjednoczonych. Na zdjęciach wykonanych przez Hubble`a jego szerokość nie przekracza 1,5 piksela.

Pomiary te nieco zbiły naukowców z tropu – jeżeli Xena jest rzeczywiście aż o tyle mniejsza w stosunku do wcześniejszych oszacowań, to musi mieć bardzo duże albedo. Być może jest jednym z najlepiej odbijających światło ciał w Układzie Słonecznym. Znanym to dość dobrze, równie jasnym obiektem w stosunku do rozmiarów jest Enceladus – księżyc Saturna o którym ostatnio jest dość głośno z powodu ostatnich odkryć, m.in. zbadania mechanizmu zasilania pierścienia F. Powierzchnia tego księżyca Saturna jest pokryta stale odnawianym przez przypowierzchniowe gejzery jasnym lodem.

Przyczyną wysokiej jasności Xeny może być podobny proces, ale zachodzący w nieco odmienny sposób – jeżeli metan z jej cieplejszego wnętrza miałby jakieś ujście na zewnątrz to po zetknięciu ze zmrożoną powierzchnią ulegałby natychmiastowemu zlodowaceniu, pokrywając kratery i równiny czymś co dla nas patrzących przez Teleskop Hubble’a wygląda na jednolicie białą substancję. Inna wysuwana hipoteza głosi, że być może obiekt ten przejściowo nawet posiadał atmosferę w momentach największego zbliżenia do Słońca (peryhelium) w swej wędrówce trwającej ok. 560 ziemskich lat. Później, w miarę oddalania się atmosfera zamarzała i osiadała na powierzchni w postaci jasnego lodu.

W odległości w jakiej znajduje się Pluton jego ciemniejsze regiony, jak te pokryte czerwonawą substancją- Tolinem, nagrzewają się bardziej, przez co metan tam nie kondensuje. Z kolei jaśniejsze reginy działają jak zimne pułapki na metan, który tam osiada. To właśnie ta różnorodność jest przyczyną wszelkich kontrastów jasności Plutona.

Ale w odległości znacznie większej, 97 AU nawet ciemniejsze regiony są na tyle zimne, że metan tworzy na powierzchni Xeny jednolitą powłokę, obniżając kontrast albedo. Przy temperaturze ok. 30 K metan jest oddzielony od azotu tworząc warstwę bliżej powierzchni planety, abstrahując już od tego, że w takiej temperaturze cała atmosfera może mieć najwyżej kilkadziesiąt cm grubości. Xena jest interesującym labolatorium procesów, które moga zachodzić także na Plutonie, ale warunki tam panujące zapewniają nieco niższe temperatury i większą ich zmienność. Gdy Xena znajdzie sie bliżej Słońca dojdzie do wymieszania obydwu gazów najprawdopodobniej tworzących atmosferę Xeny. Z powodu dużej różnicy położenia najbliższej i najdalej względem Słońca, zmiany mające miejsce na Xenie mogą być o wiele bardziej spektakularne niż te na Plutonie.

NASA

Ilustracja przedstawia zestawienie największych znanych obiektów Pasa Kuipera, i Ziemi stanowiącej punkt odniesienia w szacowaniu wielkości. Widać że Xena (2003 UB313) jest nawet niewiele większa od Plutona, przez dziesięciolecia uznawanego za planetę.

Xena znajduje się obecnie bardzo blisko swojego aphelium (ma prawie najniższą jasność), ale nie przeszkadza nam to wysuwać tak wielu przypuszczeń. W peryhelium Xena zbliża się do Słońca na minimalną odległość 5,38 mld km (35,96 AU), a w aphelium oddala się aż na 14,6 mld km (97,60 AU). Oznacza to, że jej jasnośc zmienia się w olbrzymim zakresie 14,6 do 19 mag! Wprawdzie najjaśniejsza będzie dopiero w swoim peryhelium, które nastąpi w lutym 2256 roku, ale Brown już planuje dokładne obserwacje innych obiektów transneptunowych, będących prawie takich rozmiarów jak Pluton czy Xena, by zbadać ich właściwości, przy wykorzystaniu obecnych możliwości instrumentów optycznych.

CALTECH

Schemat przestawiający orbity trzech nowoodkrytych (lato 2005) dużych obiektów w Pasie Kuipera – 2003 UB313, 2003 EL61i 2005 FY9.

Spaceflight Now

Odkrycie księżyca dziesiątej planety. Planeta zlokalizowana jest w centrum, natomiast jasny punkt na trzeciej godzinie to jej księżyc. Jego jasność obserwowana to zaledwie +23 mag!

10 września 2005 astronomowie z Obserwatorium Kecka na Manua Kea obserwując 2003 UB313 odkryli, że posiada ona satelitę. Niewiele wiadomo o nim, częściowo z powodu odległości, a częściowo z powodu stosunkowo niedawnego jego odkrycia. Wszystko dzięki najnowszemu systemowi adaptatywnej optyki, która umożliwia nawet z naziemnego teleskopu uzyskanie zdjęć jakości Hubble’a. Technika ta polega na mierzeniu i częściowej korekcji efektu rozmycia powodowanego przez atmosferę. Jedynym ograniczeniem tej metody było to, że do poprawnego określenia stopnia zniekształcenia obrazu przez atmosferę potrzebny był jasny obiekt obok obiektu obserwowanego – do wykalibrowania instrumentu. Użycie mocnego lasera imitującego gwiazdę przezwyciężyło ten problem. Z powodu wysokiej jakości zdjęć bardzo wielu astronomów chce z Teleskopu Kecka od razu skorzystać, co także jest powodem braku dokładnych informacji o księżycu Xeny – nie było czasu na jego obserwację.

NASA

Zdjęcia 4 największych obiektów Pasa Kuipera. Wszystkie one z wyjątkiem 2005 FY9 mają własny księżyc, a 2003 EL61 ma nawet dwa. Księżyc Xeny, S/2005 (2003 UB313) 1 (Gabriela) potwierdza hipotezę, że wszystkie powstały w podobnych okolicznościach – poznanie mechanizmu tym rządzącego mogłoby coś wnieść do naszej obecnej wiedzy o genezie Układu Słonecznego. Poza tym, pomimo tego że dookoła wielu planetoid krążą satelity, fakt posiadania swojego księżyca przez obiekt wiekszy od Plutona jeszcze bardziej skłania nas do nadania jej statusu planety. Skład księżyca na razie pozostaje nieznany, ale Gabriela wygląda podobnie jak satelita obiektu Pasa Kuipera 2003 EL61 (tymczasowego zwanego Świętym Mikołajem – Santa), który składa sie praktycznie w całości z zamrożonej wody. Nawiasem mówiąc – księżyc Świętego Mikołaja to oczywiście jego nieodłączny kompan – renifer Rudolf (Rudolph).

NASA

Nie jesteśmy pewni co do rozmiarów księżyca Xeny, ale po ilości odbijanego światła można wywnioskować że jest ok. 8 razy mniejszy od swojej planety macierzystej. Co ciekawe, układ Xena-Gabriela zgrubsza przypomina, jeśli chodzi o proporcje, nasz układ Ziemia-Księzyc, zmniejszony ok. 5-10 razy.

Pomiary dokonane przez Hubble’a z pewnością przyczynią się do wznowienia dyskusji o definicji planety. Czy klasyfikować te ogromne lodowe światy z pasa Kuipera jako pełnoprawne planety? Jeżeli rozmiary Plutona uznano za graniczne jeśli chodzi o planetę, to obiekt większy od niego też teoretycznie powinien zostać uznany za planetę. Innym rozwiązaniem byłoby podwyższenie minimalnej średnicy, ale wtedy Pluton byłby za mały na planetę. Czy IAU zgodziłaby się na tak radykalna zmianę ? Tak czy inaczej, nie pozostawia wątpliwości fakt iż Międzynarodowa Unia Astronomiczna szybko zajmie się procesem przyznania oficjalnej nazwy planetoidzie 2003 UB313. Bynajmniej nie ma zbyt wielkich szans aby którakolwiek z roboczych nazw funkcjonujących przy mówieniu o nowoodkrytych obiektach została zatwierdzona przez IAU. Przykładowe tymczasowe nazwy, oprócz „Xena” to: „Santa” (Święty Mikołaj) (2003 EL61), „Rudolph” (Rudolf, renifer Mikołaja) (księżyc 2003 EL61), „Easterbunny” (króliczek wielkanocny) (2005 FY9), „Flying Dutchman” (Latający Holender czyli Sedna), i „Gabrielle” (Gabriela, filmowa towarzyszka Xeny – księżyc 2003 UB313). Nazwy te wprowadza sie spontanicznie tylko dlatego, że są prostsze do wymówienia i zapamiętania niż np. 2003 EL61 czy S/2005 (2003 UB313) 1. Nikt nie spodziewał się gdy wprowadzono nazwę np. Xena, że na oficjalną nazwe przyjdzie czekać dłużej niż parę tygodni. Międzynarodowa Unia Astronomiczna podjęła decyzję o nienadawaniu obiektowi 2003 UB313 oficjalnej nazwy, aż do momentu rozstrzygnięcia czy przysługuje mu status planety.

Co będzie dalej? Zobaczymy. W Pasie Kuipera krąży cichutko jeszcze wiele takich dużych brył lodowo-skalistych, które tylko czekają na odkrycie. Poza tym wciaż oczekujamy ciekawych wieści na temat największych obiektów Pasa Kuipera.