Der Zwergplanet Haumea umkreist Plutos Reich des Sonnensystems. Es ist die am weitesten entfernte kleine Welt, die einen Ring hat. Wissenschaftler in Brasilien haben neue Erkenntnisse darüber, wie der Haumea-Ring seine nahezu perfekte Kreisform beibehält.
Künstlerkonzept von Haumeas Ring, wie er von der Oberfläche des Zwergplaneten erscheinen könnte. Bild über Sylvain Cnudde / SIGAL / LESIA / Observatoire de Paris.
Es sind nicht nur die größten Planeten in unserem Sonnensystem, die Ringe haben. Einige kleinere Körper des Sonnensystems haben ebenfalls Ringe, darunter der Zwergplanet Haumea, der im Kuipergürtel umkreist und normalerweise weiter von der Sonne entfernt ist als Pluto. Tatsächlich ist Haumea das bislang am weitesten entfernte bekannte Ringobjekt in unserem Sonnensystem. Astronomen entdeckten Haumeas Ringe im Jahr 2017. Die Ringe sind so schwach, dass wir nur dann auf ihre Anwesenheit schließen können, wenn sie vor einem weiter entfernten Stern vorbeigehen und das Licht des Sterns vorübergehend blockieren. Sie können sich also vorstellen, dass diese Ringe schwer zu studieren sind. Nun liefert eine neue Studie von Wissenschaftlern in Brasilien einige neue Erkenntnisse. Othon Cabo Winter leitete die Studie, die Hinweise darauf gibt, wie sich der Ring gebildet hat und wie er in einer schönen stabilen Kreisbahn um einen so kleinen Planetenkörper verbleibt.
Die Studie wurde am 8. Mai 2019 von Agência FAPESP (einer elektronischen Nachrichtenagentur, die Teil der São Paulo Research Foundation ist) angekündigt. Sie wurde am 7. Februar im Internet veröffentlichtMonatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.
Die Ergebnisse des Jahres 2017 zeigten, dass die Umlaufbahn des Rings um Haumea in der Nähe der 1: 3-Resonanzregion lag. Wenn es sich um eine perfekte Resonanz handeln würde, würde dies bedeuten, dass die Partikel im Ring alle drei Rotationen des Zwergplaneten eine Umlaufbahn um Haumea machen. Laut der neuen Veröffentlichung erfordert die spezielle Orbitalresonanz von Haumea ein gewisses Maß an Exzentrizität: eine Abweichung von der perfekten Kreisförmigkeit in der Umlaufbahn der Ringe.
Dies war ein Rätsel, da der Ring sehr eng und ziemlich kreisförmig zu sein scheint. Diese Forscher fanden heraus, dass es in derselben Region wie der Ring eine weitere mögliche Umlaufbahn gibt - stabil, kreisförmig und periodisch (dh sich über die Zeit wiederholend). Anscheinend bewegen sich die Ringpartikel auf diesen stabilen, kreisförmigen, periodischen Bahnen nahe bei - aber nicht innerhalb - die Resonanz.
Künstlerkonzept. Haumea hat einen Durchmesser von 1.456 km, weniger als die Hälfte des Marsdurchmessers. Es hat eine ovale Form, die es doppelt so lang macht, wie es breit ist. Es dauert 284 Jahre, um die Sonne einmal zu umrunden. Neben seinem ungewöhnlichen Ring hat Haumea auch zwei kleine Monde, die von irdischen Astronomen Hi’aka und Namaka genannt werden. Bild über die NASA / Agência FAPESP.
Mit anderen Worten, laut Othon Cabo Winter verhindert die Tatsache, dass der Ring eng und praktisch kreisförmig ist, die Wirkung der Resonanz. Also die Partikel in den Ringen unterlassen Sie machen Sie eine Umlaufbahn um Haumea für jeweils drei Umdrehungen des Zwergplaneten ... nicht genau. Winter kommentierte:
Unsere Studie ist nicht beobachtend. Wir haben den Ring nicht direkt beobachtet. Niemand hat jemals.
Tatsächlich ist der Ring viel zu weit entfernt, um von den Observatorien hier auf der Erde gesehen zu werden. Die durchschnittliche Entfernung zwischen Haumea und der Sonne beträgt das 43-fache der Entfernung zwischen der Erde und der Sonne. Dies steht im Gegensatz zu Plutos durchschnittlicher Entfernung von 39,5-facher Entfernung zwischen Erde und Sonne. Der Winter ging weiter:
Unsere Studie ist vollständig rechnerisch. Basierend auf Simulationen unter Verwendung der verfügbaren Daten zu Haumea und dem Ring, die dem Newtonschen Gravitationsgesetz unterliegen und die Bewegungen der Planeten beschreiben, gelangten wir zu dem Schluss, dass sich der Ring aufgrund der 1: 3-Resonanz nicht in diesem Raumbereich befindet, sondern geschuldet ist zu einer Familie von stabilen periodischen Bahnen.
Das Hauptziel unserer Forschung war es, die Struktur des Haumea-Rings in Bezug auf die Lage und Größe der stabilen Regionen zu identifizieren. Wir wollten auch den Grund für die Existenz des Rings finden.
Foto von Haumea und seinen zwei Monden - über die beste Aussicht auf der Erde - aufgenommen vom Keck-Observatorium in Hawaii im Jahr 2005. Bild über CalTech / Mike Brown et al.
Astronomen entdeckten Haumea im Jahr 2004. Es ist als transneptunisches Objekt (TNO) klassifiziert, eine Gruppe von Zwergplaneten und anderen kleinen felsigen Körpern, die alle außerhalb der Umlaufbahn von Neptun kreisen. Es ist so weit weg, es hat eine knochenfrohe Oberflächentemperatur von ungefähr -369 Grad Fahrenheit (-223 Grad Celsius). Mit einer Länge von 1.456 km ist es nicht groß genug, um eine schöne Kugelform zu haben. Es sieht also eher aus wie ein Ei oder ein amerikanischer Fußball. Es dreht sich schneller als jeder andere bekannte Gleichgewichtskörper im Sonnensystem und vollendet eine Umdrehung in weniger als vier Stunden. Es wird vermutet, dass es hauptsächlich aus Gestein besteht, mit einer dünnen Schicht aus Oberflächeneis. Haumea wurde 2008 offiziell als Zwergplanet eingestuft und ist nach der hawaiianischen Göttin der Fruchtbarkeit und Geburt benannt.
Nicht lange nach seiner Entdeckung hatte Haumea eine weitere Überraschung für Astronomen… zwei Monde! Astronomen, die eines der W. M. Keck Observatoriumsteleskope auf Mauna Kea in Hawaii verwendeten, fanden 2005 Haumeas Monde. Die Monde Namaka und Hi'iaka sind nach Haumeas Töchtern in der hawaiianischen Mythologie benannt. Hi'iaka ist der größere Mond mit einem Durchmesser von 310 km, während Namaka einen Durchmesser von 170 km hat. Wissenschaftler glauben, dass sie sich aus einer Kollision zwischen Haumea und einem anderen felsigen Körper in der fernen Vergangenheit gebildet haben. Diese Kollision würde auch die schnelle Schleuderrate von Haumea erklären. Es könnte auch für die Ringe verantwortlich sein.
Zu einer Zeit war Saturn der einzige Körper im Sonnensystem, von dem bekannt ist, dass er Ringe hat. Und spektakulär klingelt dabei. Aber seitdem haben wir erfahren, dass Jupiter, Uranus und Neptun auch Ringsysteme haben. Alle Gas- und Eisriesen in unserem Sonnensystem haben Ringe, obwohl keiner der anderen so blendend ist wie der Saturn. Sogar ein paar Asteroiden - Chariklo und Chiron - sind bekannt oder es wird vermutet, dass sie Ringe haben.
Und natürlich ist Haumea seit 2017 dafür bekannt, ein eigenes Ringsystem zu haben. Obwohl es sehr schwierig ist, Haumeas Ring von der Erde aus zu studieren, gelingt es Wissenschaftlern, ihn zu studieren. Die neue Studie aus Brasilien soll Wissenschaftlern helfen zu verstehen, wie sich der Haumea-Ring gebildet hat und was ihn in einer stabilen Kreisbahn um einen so kleinen Planetenkörper hält.
Größenvergleich von Haumea und seinen Monden mit einigen anderen TNOs, einschließlich Pluto. Bild über NASA / Lexikon.
Fazit: Der sehr abgelegene und faszinierende Zwergplanet Haumea hat bekanntermaßen Ringe und Monde. Eine neue Studie zeigt, wie sich Haumeas Ring gebildet hat und seine nahezu perfekte Kreisform beibehält.