eso1142ru — Научный релиз

Далекая Эрида -- двойник Плутона

Размеры карликовой планеты точно измерены в момент, когда она перекрыла собой свет слабой звезды

26 октября 2011 г.

Астрономы впервые точно измерили диаметр далекой карликовой планеты Эриды, наблюдая ее в момент, когда она затмила собой слабую звезду. Это событие наблюдалось в конце 2010 г. телескопами в Чили, в том числе, бельгийским телескопом TRAPPIST в обсерватории Ла Силья (ESO). Наблюдения показывают, что Эрида по своим размерам является почти идеальным двойником Плутона. Оказалось, поверхность Эриды очень хорошо отражает свет. Это заставляет предполагать, что планета покрыта равномерным тонким ледяным слоем, образовавшимся, вероятно, из замерзшей атмосферы. Результаты работы будут опубликованы в выпуске журнала Nature от 27 октября 2011 г.

В ноябре 2010 г. удаленная карликовая планета Эрида проходила перед слабой звездочкой фона – такое событие называется покрытием. Случаи такого рода очень редки и трудны для наблюдения, так как эта карликовая планета очень далека от нас и имеет очень малые размеры. Следующее такое событие с участием Эриды случится только в  2013 г. Наблюдения покрытий представляют собой наиболее точный, и часто единственный способ измерить форму и размеры удаленного тела Солнечной системы.

Звезда, которой предстояло участвовать в событии, была найдена при изучении изображений, полученных с 2.2-метровым телескопом MPG/ESO в обсерватории Ла Силья (ESO). Наблюдения были тщательно спланированы и выполнены группой астрономов из целого ряда университетов (в основном, Франции, Бельгии, Испании и Бразилии); в этих наблюдениях использовался, среди других телескопов, телескоп TRAPPIST [1] (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope, eso1023), также установленный на Ла Силья.

“Наблюдения покрытий звезд малыми телами, находящимися в Солнечной системе за орбитой Нептуна, требуют огромной точности и очень тщательного планирования. Это лучший способ измерить размеры Эриды, не считая полета к ней” – объясняет Бруно Сикарди, ведущий автор работы.

Попытки наблюдений покрытия были сделаны в 26 пунктах земного шара, расположенных на предвычисленном пути прохождения тени карликовой планеты по земной поверхности. В нескольких из этих мест наблюдения велись с телескопами любительских обсерваторий. Но только в двух местах удалось выполнить прямые наблюдения события, и оба они располагались в Чили. Одним из них оказалась обсерватория Ла Силья (ESO), где наблюдения велись с телескопом TRAPPIST, а другим – Сан Педро де Атакама, где использовалось два телескопа [2]. Все три телескопа зарегистрировали резкое падение яркости далекой звезды в момент, когда Эрида перекрыла свет, идущий от нее.

Комбинированные наблюдения из двух точек на территории Чили показывают, что форма Эриды близка к сферической. Проведенные наблюдения должны дать точное представление о форме и размерах планеты, если только они не искажены присутствием на планете гор большой высоты. Однако, на таком крупном ледяном небесном теле горы маловероятны.

Планета Эрида была отождествлена в качестве крупного объекта внешней зоны Солнечной системы в 2005 г. Ее открытие было одним из факторов, которые в 2006 г. привели к выделению нового класса объектов, названных карликовыми планетами, и к переводу Плутона из класса планет в класс карликовых планет. Сейчас Эрида в три раза дальше от Солнца, чем Плутон.

Хотя более ранние наблюдения с использованием других методов оценки массы показывали, что Эрида приблизительно на 25% крупнее Плутона, при оценке диаметра в 3000 километров, новое исследование доказывает, что эти два объекта имеют практически одинаковые размеры. Новое определение диаметра Эриды дает значение 2326 километра с точностью 12 км. Таким образом, размеры этой планеты теперь известны лучше, чем размеры ее двойника Плутона, диаметр которого оценивается между 2300 и 2400 км. Диаметр Плутона измерить труднее, потому что присутствие атмосферы делает невозможным прямую регистрацию края планетного диска при наблюдении покрытия. Чтобы определить массу Эриды, было использовано движение ее спутника Дисномии [3]. Оказалось, что Эрида тяжелее Плутона на 27% [4]. Теперь, зная диаметр Эриды, можно вычислить ее плотность: 2.52 грамма в кубическом сантиметре [5].

«Такая плотность показывает, что Эрида, вероятно, является крупным каменным небесным телом, покрытым относительно тонкой ледяной мантией” – комментирует Эммануэль Жеэн, участник исследования [6]

Оказалось, что поверхность Эриды имеет крайне высокую отражающую способность – она отражает  96% падающего на нее света (визуальное альбедо 0.96 [7]). Это даже ярче , чем блеск свежевыпавшего снега на Земле! Получается, что Эрида, вместе с Энцеладом, ледяной луной Сатурна, имеет самую высокую в Солнечной системе отражательную способность. Вероятнее всего, яркая поверхность Эриды состоит из богатого азотом льда, смешанного с замерзшим метаном — это видно по спектру планеты. Ледяная пленка менее одного миллиметра толщиной образует тонкий и зеркально отражающий свет покров.

“Этот слой льда мог образоваться из азотистой или метановой атмосферы карликовой планеты, которая конденсируется на поверхности планеты, как иней, по мере того, как Эрида удаляется от Солнца в движении по своей вытянутой орбите во все более холодную среду” – добавляет Жеэн. Когда Эрида опять приблизится к точке, где она будет ближе всего к Солнцу, на расстояние около 5.7 миллиардов километров от него, лед, возможно, снова превратится в газ.

Новые результаты также позволяют исследователям заново измерить поверхностную температуру карликовой планеты. Эти оценки дают верхнюю границу температуры на стороне поверхности, обращенной к Солнцу, -238 градуса Цельсия, и еще более низкое значение для ночной стороны Эриды.

“Просто удивительно, как много мы можем узнать о таком маленьком и удаленном объекте, как Эрида, наблюдая в сравнительно малые телескопы, как она затмевает собой слабую звезду. Пять лет спустя после того, как был выделен новый класс небесных тел -- карликовые планеты -- мы, наконец, по-настоящему знакомимся с одним из первых представителей этого класса” – заключает Бруно Сикарди. 

Примечания

[1] TRAPPIST – один из последних автоматических телескопов-роботов, установленных в обсерватории Ла Силья. Его главное зеркало имеет диаметр всего 60 см, он был введен в эксплуатацию в июне 2010 г. и используется в основном для изучения экзопланет и комет. Телескоп является частью проекта финансируемого Бельгийским Фондом научных исследований (FRS-FNRS) при участии Швейцарского Национального Научного Фонда (Swiss National Science Foundation),  и управляется из Льежа.

[2] Телескопы Caisey Harlingten и ASH2.

[3] Эрида – древнегреческая богиня хаоса и раздора. Дисномия – дочь Эриды, богиня беззакония.

[4] Масса Эриды 1.66∙1022 кг, что соответствует 22% массы Луны.

[5] Для сравнения, плотность Луны 3.3 г/см3, а воды 1.00 г/см3.

[6] Это значение плотности означает, что Эрида состоит в основном из скальных пород (85%) с небольшим содержанием льда (15%). Лед, вероятно, представляет собой сферу толщиной около 100 км, окружающую большое каменное ядро. Этот очень толстый слой льда, преимущественно водяного, не следует путать с тонкой пленкой замерзшей атмосферы на поверхности Эриды, которая и обуславливает ее высокую отражательную способность.

[7] Альбедо небесного тела равно доле падающего на него света, которая рассеивается телом обратно в космическое пространство, а не поглощается. Альбедо, равное 1, соответствует полному отражению (идеальная белизна), тогда как 0 означает стопроцентное поглощение (абсолютная чернота). Для сравнения, альбедо Луны всего 0.136, что близко к альбедо угля. 

Узнать больше

Данное исследование представлено в статье, которая будет опубликована в выпуске журнала «Nature» от 27 октября 2011 г.

Группа состоит из B. Sicardy (LESIA-Observatoire de Paris (OBSPM), CNRS, Université Pierre et Marie Curie (UPMC), Université Paris-Diderot (Paris 7), Institut Universitaire de France (IUF), France) , J. L. Ortiz (Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC), Spain), M. Assafin (Observatório do Valongo/UFRJ (OV/UFRJ), Brazil), E. Jehin (Institut d'Astrophysique de I'Université de Liège (IAGL), Belgium), A. Maury (San Pedro de Atacama Celestial Explorations, Chile), E. Lellouch (LESIA, CNRS, UPMC, Paris 7), R. Gil Hutton ( Complejo Astronómico El Leoncito (CASLEO) and San Juan National University, Argentina), F. Braga-Ribas (LESIA, CNRS, UPMC, Paris 7, France, and Observatório Nacional/MCT (ON/MCT), Brazil), F. Colas (OBSPM, IMCCE, UPMC, CNRS, France), D. Hestroffer (OBSPM, IMCCE, UPMC, CNRS, France), J. Lecacheux (LESIA-OBSPM, CNRS, UPMC, Paris 7, IUF, France), F. Roques (LESIA-OBSPM, CNRS, UPMC, Paris 7, IUF, France), P. Santos Sanz (LESIA-OBSPM, CNRS, UPMC, Paris 7, IUF, France), T. Widemann (LESIA-OBSPM, CNRS, UPMC, Paris 7, IUF, France), N. Morales (CSIC, Spain), R. Duffard (CSIC, Spain), A. Thirouin (CSIC, Spain), A. J. Castro-Tirado (CSIC, Spain), M. Jelínek (CSIC, Spain), P. Kubánek (CSIC, Spain), A. Sota (CSIC, Spain), R. Sánchez-Ramírez (CSIC, Spain), A. H. Andrei (OV/UFRJ, ON/MCT, Brazil), J. I. B. Camargo (OV/UFRJ, ON/MCT, Brazil), D. N. da Silva Neto (ON/MCT, Centro Universitário Estadual da Zona Oeste (UEZO), Brazil), A. Ramos Gomes Jr (OV/UFRJ, Brazil), R. Vieira Martins (OV/UFRJ, ON/MCT, Brazil, OBSPM, IMCCE, UPMC, CNRS, France), M. Gillon (IAGL, Belgium), J. Manfroid (IAGL, Belgium), G. P. Tozzi (INAF, Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italy), C. Harlingten (Caisey Harlingten Observatory, UK), S. Saravia (San Pedro de Atacama Celestial Explorations, Chile), R. Behrend (Observatoire de Genève, Switzerland), S. Mottola (DLR – German Aerospace Center, Germany), E. García Melendo (Fundació Privada Observatori Esteve Duran, Institut de Ciències de I'Espai (CSIC-IEEC), Spain), V. Peris ( Observatori Astronòmic, Universitat de València (OAUV), Spain), J. Fabregat (OAUV, Spain), J. M. Madiedo ( Universidad de Huelva, Facultad de Ciencias Experimentales, Spain), L. Cuesta (Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), Spain), M. T. Eibe (CSIC-INTA, Spain), A. Ullán (CSIC-INTA, Spain), F. Organero ( Observatorio astronómico de La Hita, Spain), S. Pastor (Observatorio de la Murta, Spain), J. A. de los Reyes (Observatorio de la Murta, Spain), S. Pedraz (Calar Alto Observatory, Centro Astronómico Hispano Alemán, Spain), A. Castro (Sociedad Astronómica Malagueña, Centro Cultural José María Gutiérrez Romero, Spain), I. de la Cueva (Astroimagen, Spain), G. Muler (Observatorio Nazaret, Spain), I. A. Steele (Liverpool JMU, UK), M. Cebrián (Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), Spain), P. Montañés-Rodríguez (IAC, Spain), A. Oscoz (IAC, Spain), D. Weaver (Observatório Astronomico Christus, Colégio Christus, Brazil), C. Jacques (Observatório CEAMIG-REA, Brazil), W. J. B. Corradi (Departamento de Física – Instituto de Ciências Exatas – Universidade Federal de Minas Gerais (ICEx–UFMG), Brazil), F. P. Santos (Departamento de Física, ICEx–UFMG, Brazil), W. Reis (Departamento de Física, ICEx–UFMG, Brazil), A. Milone (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE-MCT), Brazil), M. Emilio ( Universidade Estadual de Ponta Grossa, O.A. – DEGEO, Brazil), L. Gutiérrez (Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), México), R. Vázquez (Instituto de Astronomía, UNAM, México) & H. Hernández-Toledo (Instituto de Astronomía, UNAM, México).

ESO, Европейская Южная Обсерватория – ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы и наиболее продуктивная астрономическая обсерватория в мире. Ее деятельность поддерживается усилиями ученых 15 стран: Австрии, Бельгии, Бразилии, Чешской республики, Дании, Франции, Финляндии, Германии, Италии, Нидерландов, Португалии, Испании, Швеции, Швейцарии и Соединенного Королевства. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в инициировании и организации международного сотрудничества в астрономических исследованиях. ESO ведет работу в трех уникальных наблюдательных пунктах в Чили: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. На горе Параналь, в самой совершенной в мире астрономической обсерватории для наблюдений в видимом свете, установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT), и два обзорных телескопа. Телескоп VISTA работает в инфракрасной области и является крупнейшим в мире телескопом для выполнения обзоров неба; обзорный телескоп VLT (VLT Survey Telescope) -- крупнейший инструмент, предназначенный для обзоров неба в видимой области спектра. ESO – европейский партнер в революционном проекте телескопа ALMA, величайшего из существующих астрономических инструментов. Сейчас ESO планирует строительство 40-метрового Европейского Сверхкрупного Телескопа для оптического и ближнего ИК диапазона (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope, E-ELT), который станет “самым большим в мире глазом, глядящим в небо”.

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Сотовый: +7-911-212-2130
Email: km@gao.spb.ru

Bruno Sicardy
LESIA-Observatoire de Paris, CNRS, Université Pierre et Marie Curie
Paris, France
Телефон: +33 (0)1 45 07 71 15
Сотовый: +33 (0)6 19 41 26 15
Email: bruno.sicardy@obspm.fr

Emmanuel Jehin
Institut d'Astrophysique de I'Université de Liège,
Liège, Belgium
Телефон: +32 (0)4 3669726
Email: ejehin@ulg.ac.be

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

Перевод пресс-релиза ESO eso1142.

О релизе

Релиз №:eso1142ru
Название:(136199) Eris
Тип:• Solar System : Interplanetary Body : Dwarf planet
Facility:TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope
Science data:2011Natur.478..493S

Изображения

Artist’s impression of the dwarf planet Eris
Artist’s impression of the dwarf planet Eris
только на английском
The occultation of the dwarf planet Eris in November 2010
The occultation of the dwarf planet Eris in November 2010
только на английском
Artist’s impression of the dwarf planet Eris and its moon Dysnomia
Artist’s impression of the dwarf planet Eris and its moon Dysnomia
только на английском
Path of the shadow of the dwarf planet Eris during the occultation of November 2010 (artist's impression)
Path of the shadow of the dwarf planet Eris during the occultation of November 2010 (artist's impression)
только на английском
Artist’s impression of the dwarf planet Eris
Artist’s impression of the dwarf planet Eris
только на английском

Видео

ESOcast 38: Faraway Eris is Pluto’s twin
ESOcast 38: Faraway Eris is Pluto’s twin
только на английском
Path of the shadow of the dwarf planet Eris during the occultation of November 2010
Path of the shadow of the dwarf planet Eris during the occultation of November 2010
только на английском
Artist’s animation showing the dwarf planet Eris and its moon Dysnomia
Artist’s animation showing the dwarf planet Eris and its moon Dysnomia
только на английском
Path of the shadow of the dwarf planet Eris during the occultation of November 2010
Path of the shadow of the dwarf planet Eris during the occultation of November 2010
только на английском
Animation of the principle of the occultation
Animation of the principle of the occultation
только на английском
The occultation of the dwarf planet Eris in November 2010
The occultation of the dwarf planet Eris in November 2010
только на английском

Также смотрите наши