 |
Pluto - de ontdekking van 2 nieuwe maantjes
Menu zonder JAVA
Home > Astronomie >Pluto1.html
Pluto, Charon en de twee nieuwe maantjes
21-11-2005: Twee nieuwe manen ontdekt via de waarnemingen van Hubble Space Telescope.
De ontdekking van twee
nieuwe maantjes S/2005 P1 en S/2005 P2 rond Pluto
De beide satellieten
werden waargenomen op de beelden van de Hubble Space Telescope (hierna HST
te noemen) gedurende opnamen in mei 2005. De zoektocht naar satellieten
van Pluto begon min of meer na de officiële bekendmaking van de NASA om
met de ruimtemissie New Horizons (NH) de planeet Pluto, zijn maan Charon
en andere objecten in de Kuipergordel te onderzoeken. In feite was men al
langer bezig met onderzoek naar satellieten van Pluto.
Alan Stern is planetair
wetenschapper en astrofysicus, is auteur van vele artikelen en van twee
boeken. Als directeur van het Southwest Research Institute Department of
Space Studies in Boulder te Colorado heeft Alan erg veel astronomische
observaties gedaan.
Alan begon initiatieven
te nemen om tijd voor de HST te reserveren om waarnemingen te doen voor
satellieten rond de planeet Pluto. De HST is de meest geavanceerde
telescoop die in de ruimte opereert en heeft reeds vele duizenden
waarnemingen gedaan die onmogelijk met Aarde telescopen zijn te doen.
Waarnemingen met de HST zijn ongelooflijk duur en voor elke waarneming
moet een officieel verzoek worden ingediend, zodat de telescoop kan worden
geprogrammeerd om dát deel van de ruimte te fotograferen waar een
bepaalde waarneming moet worden gedaan.
Helaas werd Alan’s verzoek afgewezen in 2003. In 2004 werd een nieuwe
poging gedaan om tijd te krijgen van de HST voor waarnemingen, ditmaal
onder leiding van Hal Weaver, maar ook dit verzoek werd afgewezen.
Toen echter een belangrijk onderdeel van de HST (de STIS spectrograaf) het
liet afweten, kwam er tijd vrij voor andere waarnemingen. Een aantal zeer
belangrijke verzoeken die eerder nog werden afgewezen, kregen nu de kans.
Op 28 september 2004 kreeg men alsnog toestemming voor foto’s in de het
gebied rond de planeet Pluto.
De waarnemingen werden
gepland voor het voorjaar van 2005 wanneer Pluto in een goede positie ten
opzichte van de Zon zou staan. Op 15 en 18 mei 2005 werden aldus de
opnames gemaakt met de mogelijkheid om objecten met een magnitude van 27
te kunnen opmerken. Een magnitude van 27 betekent ca. 100.000 keer
lichtzwakker dan de planeet Pluto (magnitude 13) en is ongeveer
500.000.000 keer lichtzwakker dan het menselijk oog kan zien.
De opnames bestreken een gebied van ongeveer 2 miljoen kilometer breed
rond de planeet Pluto, ruim voldoende om eventueel zich ophoudende
maantjes te kunnen ontdekken.
Max Mutchler (voor
details zie de website over hem : http://quest.nasa.gov/hst/people/mutchler.html),
betrokken bij de waarnemingen van de HST, ontdekte de twee maantjes op 15
juni 2005 tijdens een onderzoek van de HST beelden. Maar het controleren
op fouten en alles narekenen kost erg veel tijd en de beide heren Mutchler
en Weaver waren op dat moment nauw betrokken bij een andere serie
waarnemingen van de HST, namelijk de komeet Tempel-1, waar de NASA met
zeer veel succes een groot en zwaar object heeft laten inslaan om de
samenstelling van kometen te onderzoeken.
Zij besloten om het bestuderen van de Pluto foto’s uit te stellen tot 2e
week juli 2005.
Alan Stern zette zijn
pupil Andrew Steffl erop om alle beelden nauwgezet te onderzoeken om te
kijken of er satellieten op voor kwamen. Hal Weaver en Alan Stern
bespraken samen dit plan en begin augustus zouden zij er samen op
terugkomen. Hal Weaver zei echter niets van zijn vermoeden tegen Alan
Stern van wat hij en Max Mutchler al vermoeden en Andrew Steffl begon aan
zijn nauwgezet onderzoek naar de beelden van de HST opnames.
Op 18 augustus 2005
rapporteerde Andrew Steffl dat hij twee objecten had gevonden en een paar
dagen later waren Andrew en Alan ervan overtuigd dat de twee satellieten
echt waren. Op 24 augustus vertelde Alan Stern aan Hal Weaver wat hun
waarnemingen geweest waren. Toen pas zei Hal dat Max Mutchler in juni al
de beide objecten gezien had. Het was overduidelijk dat beide groepen
onafhankelijk van elkaar de beide maantjes hadden ontdekt.
De HST foto’s van 15 en 18 mei 2005
Op de eerste HST foto van
15 mei ziet u in het midden de planeet Pluto en zijn maan Charon dicht
tegen elkaar aan. In de richting “3 uur” ziet u het eerste maantje
S/2005 P1.
In de richting “1 uur” ziet u het maantje S/2005 P2.
Drie dagen later, op 18
mei is de volgende foto gemaakt:
Op deze foto is het
maantje S/2005 P1 verschoven naar de positie “2 uur” en het maantje
S/2005 P2 is verschoven naar de positie “12 uur”.
Ook ziet u in het midden de uitstulping van Pluto aan de bovenkant zitten:
dit is de maan Charon, die op zeer korte afstand van Pluto zijn baan
vervolgt. Op de eerste foto zit die uitstulping aan de onderzijde als u
goed kijkt.
De omlooptijd van Charon is ca. 6,4 dagen en beide foto’s zijn gemaakt
met 3 dagen tussentijd, dus dit blijkt heel mooi te kloppen.
Hal Weaver en Alan Stern
wilden hun ontdekkingen nogmaals door de HST laten bevestigen met nieuwe
opnames, maar de HST was op dat moment niet in te stellen voor dát deel
van de hemel. In ieder geval werd toegezegd dat de HST geprogrameerd wordt
om in half februari 2006 weer waarnemingen te doen naar de satellieten van
Pluto.
Langs de andere kant
wilden Weaver en Stern ook waarnemingen laten doen door de beste
telescopen op Aarde : de Keck en Gemini telescopen in Hawaii en de ESO
Very Large Telescope in Chili. Ondanks de pogingen van al deze 3
observatoria was het niet mogelijk om de zeer lichtzwakke maantjes waar te
nemen, mede door de ongunstige tijd (september) waarbij Pluto nauwelijks
zichtbaar was na de ochtendschemering – een nadeel van Aardse
waarnemingen : men is afhankelijk van atmosferische omstandigheden, licht
e.d.
Het is namelijk zo dat deze “ontdekking” pas officieel wordt als men kan bewijzen dat de satellieten “echt” zijn: men moet kunnen bewijzen dat ze in de tijd voortgaan in hun banen, dus men moet meerdere waarnemingen hebben die het bewijs leveren.
Gelukkige
meevaller : eerdere waarnemingen uit 2002
Goed nieuws kwam er op 24
oktober 2005 toen Marc Buie en Eliot Young twee objecten vonden in
verschillende beelden van een eerdere HST opname uit 2002 in een poging om
Pluto beter in kaart te brengen. Niemand had er toen blijkbaar op gelet
dat er 2 kleine stipjes op de opnames te zien waren, zoals u hieronder
kunt bekijken.
Deze foto’s werden
genomen op 14 juni 2002 en laten twee objecten zien die zich precies op de
plaatsen bevinden, zoals die nu verwacht mogen worden. De getekende ellips
laat de baan zien van beide maantjes en op die ellipsen moet u goed kijken
naar de flauwe (rode) stipjes die de maantjes voorstellen.
Deze foto’s vormen het harde bewijs dat er twee maantjes rond de planeet
Pluto rondcirkelen.
Naar aanleiding hiervan
werd de ontdekking officieel door de IAU (International Astronomical Union)
gepubliceerd in circulaire 8625 op 31 oktober 2005.
Het gehele Pluto-systeem vanaf november 2005
Op dit moment bestaat het
Pluto-systeem uit de planeet Pluto, zijn voornaamste maan Charon en de
twee nieuwe maantjes S/2005 P1 en S/2005 P2, zoals in onderstaande
afbeelding is te zien :
Hoewel een volledige
baanformule nog opgesteld moet worden (2 waarnemingen is veel te weinig),
is de baan die de maantjes nu volgen in volledige overeenstemming met wat
verwacht mag worden. Net zoals Charon draaien ook deze maantjes in een
perfecte cirkelvorm rond Pluto (juister: rond het barycentrum van het
Pluto-systeem).
Het barycentrum is het
centrale punt waarin alle gravitatiekrachten in evenwicht zijn. Rond dit
barycentrum draait Pluto in de kleinste cirkel. Daarna volgt Charon met
een gemiddelde afstand van ca. 0,85 boogseconde en een
omwentellingsperiode van 6,3 dagen.
De standen van de
maantjes op de waarnemingsdagen 15 en 18 mei zijn aangegeven. Het zijn
cirkelbanen, maar in de tekeningen lijken het ellipsen, omdat dit hele
systeem ook nog eens onder een hoek staat. De maantjes cirkelen in een
baan die recht boven de evenaar van Pluto ligt (zoals ook Charon doet).
De
omlooptijd en de grootte van de nieuwe maantjes
Er is nu nog heel weinig
bekend op dit moment van beide satellieten. Alleen de helderheid is
bekend. Beide maantjes staan niet verder af van Pluto dan ca. 3
boogseconden. Het lijkt er op dat de omlooptijd van P1 ongeveer 38,2 dagen
bedraagt en van P2 ongeveer 25,5 dagen. Dit in vergelijking met 6,3 dagen
van Charon.
De meer heldere maan P1
heeft een magnitude van ca. 23, maar het percentage lichtreflectie (Albedo)
vanaf het oppervlak is nog onbekend en daarmee zijn de afmetingen van dit
hemellichaam ook nog onbekend. Door een aanname te doen van het Albedo en
gebruikmakend van de afstanden vanaf de Aarde en de Zon tijdens de
opnames, kan een schatting worden gemaakt van de afmeting.
Uitgaande van de reflectie van 4% (de donkerste Kuipergordel objecten) zal
P1 ca. 160 km in doorsnede zijn.
Uitgaande van 15% reflectie (de meeste Kuipergordel objecten) zal P1 ca.
80 km. In doorsnede zijn.
Bij een reflectie van 35% (zoals ook Charon heeft), zal de diameter van P1
ca.52 km bedragen.
Maantje P2 is ongeveer
25% lichtzwakker dan P1 en kan daarmee tussen 10en 15% kleiner zijn dan
P1, uitgaande van dezelfde inschattingen van de oppervlakte-reflectie.
Als wij de diameters van
alle Pluto objecten even op een rij zetten :
Pluto
2284 km
Charon
1192 km
S/2005 P1
160 km (op zijn gunstigst)
S/2005 P2
136 km (op zijn gunstigst)
De kans dat er nog andere
satellieten van Pluto worden ontdekt is bijzonder gering. Als ze eventueel
worden gevonden, zal hun helderheid nog kleiner zijn dan die van P2 en
uiteraard zullen ze dan nog kleiner zijn. De beste inschatting op dit
moment is dat Pluto geen andere satellieten heeft die groter zijn dan 20
km in doorsnede.
De toekomstige HST
opnames in februari 2006 zullen dit eventueel moeten bevestigen.
Wat
zijn de eventuele consequenties van deze ontdekking?
Pluto is vanaf heden het
eerste object in de Kuipergordel dat meer dan 1 satelliet heeft. De kans
is groot dat er meerdere objecten zullen zijn in de Kuipergordel die ook
meer dan 1 satelliet zullen hebben.
Deze ontdekking zal
binnenkort heel veel informatie geven over het gehele Pluto-systeem,
omlooptijden, betere massa’s van Pluto en Charon en nieuwe informatie
over de gravitatiekrachten tussen deze hemellichamen en ook dichtheden van
de betrokken objecten.
Het reeds lopende project
van de NASA, nl. “New Horizons” zal nieuwe functies erbij krijgen om
metingen te doen aan het gehele Pluto-systeem, inclusief de twee nieuwe
manen.
De missie van New
Horizons omvat de volgende doelen :
- Het
bepalen van de oppervlaktesamenstelling van Pluto en Charon.
- De
geologie en morfologie (het uiterlijk) bepalen van Pluto en Charon.
- Onderzoek
naar de atmosfeer van Pluto en het bepalen van de ontsnappingssnelheid
- Zoeken
naar een atmosfeer bij Charon
- Het
in kaart brengen van de oppervlaktetemperatuur van Pluto en Charon
- Zoeken
naar eventuele ringen en andere satellieten rond Pluto
- Soortgelijke
onderzoeken doen bij een of meer objecten uit de Kuipergordel
Meer informatie over de
recente ontdekking (in het Engels) vindt u op de volgende pagina's:
http://hubblesite.org/news/2005/19
(de HST ontdekking van de manen P1 en P2)
http://www.Pluto.jhuapl.edu
(over de New Horizons Missie van de NASA)
http://www.pluto.jhuapl.edu/science/scienceover.html
(algemene informatie over Pluto)
Opmerking:
De op deze pagina's gebruikte foto's zijn alle eigendom van de NASA
_______________________________________________________
Pagina voor het laatst bewerkt op / Page maintained on:
Seite bearbeitet am / Pagina aggiornata il: 16/01/2011 15:52