Astronomen kündigen 100 neue Kleinplaneten jenseits von Neptun an

Animation eines sich drehenden eiförmigen kleinen Planeten mit grauer strukturierter Oberfläche und einigen Kratern.

Computergeneriertes Konzept der Rotation eines transneptunischen Objekts, in diesem Fall der kleinen Welt, die wir nennenHaumea. Diese kleine Welt ist wegen ihrer schnellen Rotation eiförmig; sein „Tag“ ist knapp 4 Stunden lang. Inzwischen dauert sein „Jahr“ – oder Umlauf um die Sonne – etwa 285 Erdenjahre. Haumea ist auch dafür bekannt, einen Ring und 2 winzige Monde zu haben. Bild über Stephanie Hoover/Wikimedia Commons.


Objekte wie Haumea, oben abgebildet, sind Kleinplaneten, die als transneptunische Objekte bezeichnet werden, oderTNOs. Sie kreisen in den kalten äußeren Bereichen unseres Sonnensystems, jenseits von Neptun, und brauchen Hunderte von Jahren, um die Sonne einmal zu umkreisen. Schätzungen zufolge gibt es etwa 70.000 TNOs mit einem Durchmesser von jeweils mindestens 100 km. Diesen Monat haben Astronomen der University of Pennsylvaniaangekündigtdass sie erfolgreich über 100 neue TNOs lokalisiert haben. Wie alle bekannten Planeten, Monde und Kleinplaneten unseres Sonnensystems ist auch jede dieser kleinen Welten einzigartig. Die neue Studie skizziert auch einen neuen Ansatz, um noch mehr dieser fernen Welten zu finden.

Das aktualisiertepeer-reviewedErgebnisse warenveröffentlichtinDie Ergänzungsreihe des Astrophysical Journalam 10.03.2020.


Die Ergebnisse stammen aus Daten des Dark Energy Survey (VON), das im vergangenen Januar gerade sechs Jahre Beobachtungen abgeschlossen hat. Der Schwerpunkt von DES liegt, wie der Name schon sagt, auf der Erforschung der Dunklen Energie, ist aber auch gut geeignet, um TNOs und andere kleinere Sonnensystemobjekte jenseits von Neptun zu finden. DES betrachtet normalerweise Galaxien und Supernovae, daher mussten die Forscher einen neuen Weg finden, um Bewegungen viel kleinerer und näherer Objekte zu verfolgen. AbschlussstudentPedro Bernardinelli, der die Studie leitete, sagte in aStellungnahme:

Dedizierte TNO-Vermessungen haben eine Möglichkeit, die Bewegung des Objekts zu sehen, und es ist einfach, sie aufzuspüren. Eines der wichtigsten Dinge, die wir in diesem Artikel gemacht haben, war, einen Weg zu finden, diese Bewegungen wiederherzustellen.

Grafik mit vielen kleinen farbigen Punkten, meist in einem langen Schwad, auf weißem Hintergrund.

Standorte der im DES-Datensatz entdeckten neuen TNOs aus den ersten vier Jahren. Der Umriss zeigt den Suchbereich von DES und die Farbe jedes Punktes zeigt an, wie weit das Objekt in astronomischen Einheiten entfernt ist (eine AE ist die Entfernung Sonne-Erde, 93 Millionen Meilen oder 150 Millionen km). Zwei der Entdeckungen waren mehr als 90 AE entfernt, über 8 Milliarden Meilen (13 Milliarden km) entfernt. Bild über Pedro Bernardinelli/Penn heute.

TeammitgliedGary Bernsteinhinzugefügt:




Die Anzahl der TNOs, die Sie finden können, hängt davon ab, wie viel vom Himmel Sie betrachten und was das schwächste ist, was Sie finden können.

Wie haben die Forscher all diese TNOs gefunden?

Bilder aus den ersten vier Jahren der DES-Daten enthielten etwa 7 Milliarden „Punkte“, die alle möglichen Objekte darstellen, die von der DES-Software erkannt werden können. Aber viele davon wären Datenfehler oder größere Objekte wie Sterne, Supernovae oder Galaxien, die eigentlich viel weiter weg sind. Bernardinelli entfernte alle Objekte, die in mehreren Nächten an denselben Orten sichtbar waren, und grenzte die Liste auf etwa 22 Millionen Kandidaten ein. Dann betrachtete er diese Objekte, um zu sehen, ob eines von ihnen Paare oder Drillinge bildete. Das würde den Forschern helfen zu sehen, wo diese Objekte in den folgenden Nächten auftauchen könnten.

Dieser Prozess hat die Kandidatenliste noch viel weiter geschmälert, auf etwa 400 Objekte. Bernardinelli sagte:


Wir haben diese Kandidatenliste, und dann müssen wir sicherstellen, dass unsere Kandidaten wirklich echte Dinge sind.

Verschieden große Kugeln und längliche Objekte auf schwarzem Hintergrund mit Textanmerkungen.

Größenvergleich der größten TNOs, einschließlich Pluto. Bild über Lexikon/Wikipedia.

Einige dieser Kandidaten sind jedoch möglicherweise immer noch keine echten TNOs. Wie kann man also herausfinden, welche es sind, wenn überhaupt?

Die Forscher suchten nach zusätzlichen Bildern der Sehenswürdigkeiten. Laut Bernstein:


Sagen wir, wir haben an sechs verschiedenen Nächten etwas gefunden. Für TNOs, die dort sind, haben wir tatsächlich 25 verschiedene Nächte auf sie hingewiesen. Das heißt, es gibt Bilder, wo dieses Objekt sein sollte, aber es hat es nicht durch den ersten Schritt geschafft, als Punkt bezeichnet zu werden.

Eine andere Methode, um echte TNOs aufzuspüren, bestand darin, die Bilder zu stapeln, um eine schärfere Ansicht zu erzielen. Dies half, reale Objekte von falschen zu unterscheiden. Bernardinelli sagte:

Der schwierigste Teil war, sicherzustellen, dass wir das finden, was wir finden sollten.

Am Ende wurden 316 bestätigte TNOs in den DES-Daten gefunden. Davon sind 145NeuObjekte, die zuvor nicht entdeckt wurden. Diese TNOs liegen zwischen dem 30- bis 90-fachen der Entfernung der Erde von der Sonne. Zum Vergleich: Pluto, der bekannteste TNO (undZwergplanet) ist das 40-fache dieser Entfernung.

Teleskopkuppel mit Sternenhimmel im Hintergrund.

DieWeißes TeleskopKuppel des Interamerikanischen Observatoriums Cerro Tololo in Chile. Das Teleskop verwendete die Dark Energy Camera (DECam) für den Dark Energy Survey. Bild über Reidar Hahn/ Fermilab/Penn heute.

Es ist beeindruckend, insgesamt über 300 TNOs zu finden, insbesondere für eine Umfrage, die nicht einmal darauf abzielt, sie als primäres Ziel zu suchen. Die Forscher gehen davon aus, dass in den DES-Daten bis zu 500 gefunden werden können, wenn sie ihre Analyse des gesamten Datensatzes wiederholen. Dieselben Techniken können jetzt auch bei zusätzlichen astronomischen Durchmusterungen verwendet werden, wie zVera C. Rubin-Observatorium. Bernardinelli sagte:

Viele der von uns entwickelten Programme können problemlos auf andere große Datensätze angewendet werden, beispielsweise auf das, was das Rubin-Observatorium produzieren wird.

Solche Datensätze könnten Wissenschaftlern sogar helfen, endlich das lang gesuchte zu findenPlanet Neun, ein hypothetischer Riesenplanet von der Größe von Neptun, der die Sonne am äußersten Rand des Sternensystems umkreisen könnte, viel weiter als Pluto. Durch die Untersuchung der Umlaufbahnen zusätzlicher neu gefundener TNOs könnten Forscher möglicherweise endlich den Standort von Planet Neun bestimmen, falls er tatsächlich existiert. Wie Bernstein sagte:

Es gibt viele Ideen über Riesenplaneten, die früher im Sonnensystem waren und nicht mehr da sind, oder Planeten, die weit entfernt und massiv sind, aber zu schwach, als dass wir es bisher bemerkt hätten. Das Erstellen des Katalogs ist der lustige Entdeckungsteil. Wenn Sie dann diese Ressource erstellen, können Sie das, was Sie gefunden haben, mit dem vergleichen, was Sie nach der Theorie von jemandem finden sollten.

Lächelnder Mann mit Bart und Sonnenbrille, mit Brücke im Hintergrund.

Pedro Bernardinelli von der University of Pennsylvania, der die neue TNO-Studie leitete. Bild überDie Dunkelenergie-Umfrage.

Selbst wenn Planet Neun nicht gefunden wird, werden die Datensätze dieser faszinierenden kleinen Welten eine Fülle neuer Informationen darüber liefern, wie sie – und andere Planeten, Monde, Asteroiden und Kometen – in der frühen Geschichte unseres Sonnensystems entstanden sind.

Fazit: Forscher, die den Dark Energy Survey verwenden, haben über 100 neue kleinere Planeten jenseits von Neptun gefunden. Sie werden transneptunische Objekte oder TNOs genannt.

Quelle: Transneptunische Objekte, die in den ersten vier Jahren der Dark Energy Survey gefunden wurden

Via Penn heute