Hubble entdeckt einen Mond um den Zwergplaneten Makemake

Hubble-Aufnahme des Zwergplaneten Makemake und des neu entdeckten Mondes MK 2. (NASA, ESA, A. Parker and M. Buie (Southwest Research Institute), W. Grundy (Lowell Observatory), and K. Noll (NASA GSFC))
Hubble-Aufnahme des Zwergplaneten Makemake und des neu entdeckten Mondes MK 2. (NASA, ESA, A. Parker and M. Buie (Southwest Research Institute), W. Grundy (Lowell Observatory), and K. Noll (NASA GSFC))

Das Weltraumteleskop Hubble hat in die Randgebiete unseres Sonnensystems geblickt und einen kleinen, dunklen Mond entdeckt, der im Kuipergürtel den nach Pluto zweithellsten Zwergplaneten Makemake umkreist.

Der Mond erhielt die vorläufige Bezeichnung S/2015 (136472) und den Spitznamen MK 2. Er ist mehr als 1.300 Mal schwächer als Makemake. MK 2 wurde etwa 21.000 Kilometer von dem Zwergplaneten entfernt beobachtet, und sein Durchmesser wird auf circa 160 Kilometer geschätzt. Der Durchmesser von Makemake beträgt 1.400 Kilometer. Der Zwergplanet wurde im Jahr 2005 entdeckt und nach einem Schöpfungsgott der Rapa Nui auf der Osterinsel benannt.

Der Kuipergürtel ist eine große Ansammlung von gefrorenem Material, das bei der Entstehung unseres Sonnensystems vor 4,5 Milliarden Jahren übrigblieb, und stellt die Heimat für mehrere Zwergplaneten dar. Manche dieser Welten haben bekannte Monde, aber dies ist die erste Entdeckung eines begleitenden Objekts um Makemake. Makemake ist einer von fünf Zwergplaneten, die von der Internationalen Astronomischen Union anerkannt wurden.

Die Beobachtungen wurden im April 2015 mit Hubbles Wide Field Camera 3 gemacht. Hubbles einzigartige Fähigkeit, schwache Objekte neben hellen Objekten zu sehen, und seine scharfe Auflösung erlaubten Astronomen, den Mond aus dem hellen Schein Makemakes herauszuarbeiten. Die Entdeckung wurde am 26. April 2016 in einem elektronischen Rundschreiben des Minor Planet Center bekanntgegeben.

Das Team nutzte für die Beobachtung des Mondes die gleiche Hubble-Technik wie bei der Entdeckung der kleinen Plutomonde in den Jahren 2005, 2011 und 2012. Mehrere vorangegangene Suchen in Makemakes Umgebung verliefen ergebnislos. „Unsere vorläufigen Schätzungen zeigen, dass die Umlaufbahn des Mondes in einer Kantenstellung zu liegen scheint. Das bedeutet, dass man den Mond bei der Beobachtung des Systems oft übersieht, weil er von Makemake überstrahlt wird“, sagte Alex Parker vom Southwest Research Institute in Boulder (Colorado), der die Bildanalyse der Beobachtungen leitete.

Die Entdeckung eines Mondes kann wertvolle Informationen über das System eines Zwergplaneten liefern. Durch die Messung der Umlaufbahn des Mondes können Astronomen eine Masse für das System berechnen und Einblicke in seine Entwicklung gewinnen. Das Aufspüren des Mondes verleiht auch der Theorie neues Gewicht, dass die meisten Zwergplaneten Monde besitzen. „Makemake gehört zur Klasse der seltenen, plutoähnlichen Objekte, daher ist das Auffinden eines Begleiters von Bedeutung“, sagte Parker. „Die Entdeckung dieses Mondes hat uns eine Möglichkeit gegeben, Makemake wesentlich detaillierter untersuchen zu können, als es uns ohne den Begleiter möglich gewesen wäre.“

Die Entdeckung dieses Mondes vergrößert die Gemeinsamkeiten zwischen Pluto und Makemake noch. Es ist bereits bekannt, dass beide Objekte von gefrorenem Methan bedeckt sind. Wie bei Pluto werden weitere Untersuchungen des Mondes schnell die Dichte von Makemake offenbaren. Das ist ein Schlüsselergebnis, das erkennen lassen wird, ob sich die Zusammensetzungen von Pluto und Makemake ebenfalls gleichen. „Diese neue Entdeckung schlägt ein neues Kapitel in der vergleichenden Planetologie des äußeren Sonnensystems auf“, sagte der Teamleiter Marc Buie vom Southwest Research Institute in Boulder (Colorado).

Die Forscher werden weitere Hubble-Beobachtungen brauchen, um genaue Messungen zu machen und zu bestimmen, ob die Umlaufbahn des Mondes elliptisch oder kreisförmig ist. Bisherige Schätzungen sprechen dafür, dass der Mond zwölf Tage oder länger für eine Umrundung Makemakes benötigt, falls er sich in einer kreisförmigen Umlaufbahn befindet.

Die Form der Umlaufbahn des Mondes zu bestimmen, wird bei der Beantwortung der Frage nach seinem Ursprung helfen. Eine enge, kreisförmige Umlaufbahn bedeutet, dass MK 2 vermutlich das Ergebnis einer Kollision zwischen Makemake und einem anderen Kuipergürtelobjekt ist. Wenn sich der Mond in einer weiten, länglichen Umlaufbahn befindet, ist es wahrscheinlicher, dass es sich um ein aus dem Kuipergürtel eingefangenes Objekt handelt. Jedes Ereignis hätte wahrscheinlich vor mehreren Milliarden Jahren stattgefunden, als das Sonnensystem jung war.

Die Entdeckung könnte auch ein Rätsel um Makemake gelöst haben. Frühere Infrarotuntersuchungen des Zwergplaneten enthüllten, dass manche Gebiete auf seiner Oberfläche wärmer erscheinen als andere, wobei seine Oberfläche fast insgesamt hell und sehr kalt ist. Astronomen hatten vermutet, dass dieser Unterschied auf die Sonne zurückzuführen sein könnte, die einzelne, dunkle Gebiete auf Makemakes Oberfläche erwärmt. Diese dunklen Regionen sollten die Helligkeit des Zwergplaneten während der Rotation grundsätzlich verändern, sofern sich Makemake nicht in einer bestimmten Ausrichtung befindet. Aber dieser Grad der Veränderlichkeit wurde nie registriert.

Diese früheren Infrarotdaten hatten nicht genug Auflösung, um Makemake von MK 2 zu trennen. Die erneute Analyse des Teams, basierend auf den neuen Hubble-Beobachtungen, lässt darauf schließen, dass ein Großteil der vorher im Infrarotlicht registrierten wärmeren Oberfläche in Wirklichkeit einfach die dunkle Oberfläche des Begleiters MK 2 war.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, die erklären könnten, warum der Mond eine kohlschwarze Oberfläche besitzen würde, auch wenn er einen Zwergplaneten umkreist, der so hell wie frischer Schnee ist. Eine Theorie besagt, dass MK 2 im Gegensatz zu größeren Objekten wie Makemake zu klein ist und eine helle, eisige Kruste gravitativ nicht halten kann, wenn sie unter Sonnenlichteinstrahlung sublimiert (also vom festen Aggregatzustand direkt in den gasförmigen übergeht). Damit würde der Mond Kometen und anderen Objekten im Kuipergürtel ähneln, von denen viele mit sehr dunklem Material bedeckt sind.

Als im Jahr 1978 Plutos Mond Charon entdeckt wurde, berechneten Astronomen rasch die Masse des Systems. Plutos Masse war hunderte Male kleiner als die Masse, die bei seiner Entdeckung im Jahr 1930 ursprünglich geschätzt wurde. Mit der Entdeckung Charons wussten Astronomen plötzlich, dass bei Pluto etwas grundsätzlich anders sein musste. „Das ist die Art von umgestaltenden Messungen, die das Auffinden eines Mondes ermöglichen kann“, sagte Parker.

Quelle: http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2016/18/full/

(THK)

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