Obrovský Kuiperův pás, který obíhá na vnějším okraji naší Sluneční soustavy, byl v posledním desetiletí místem mnoha vzrušujících objevů. Jinak známá jako transneptunská oblast, zde byla objevena malá tělesa, která zmátla naše představy o tom, co tvoří planetu, a zahodila celý náš klasifikační systém za smyčku. Z nich byl bezpochyby nejznámější (a nejkontroverznější) objev Eris .
Objev Eris, který poprvé pozoroval v roce 2005 Mike Brown a jeho tým, převrátil desetiletí astronomických konvencí. Ale jak předtím, tak od té doby, mnoho dalších „ trpasličí planety ',' plutoidy ' a ' Transneptunské objekty ” (TNO), což dále ilustruje potřebu reklasifikace. To zahrnuje Objekt Kuiperova pásu (KBO) 5000 Quaoar (nebo jen Quaoar), který byl skutečně objeven tři roky před Eris.
Objevování a pojmenování:
Quaoar objevili 4. června 2002 astronomové Chad Trujillo a Michael Brown z Kalifornského technologického institutu pomocí snímků, které byly pořízeny teleskopem Samuela Oschina v Observatoř Palomar . Objev byl oznámen 7. října 2002 na setkání Americké astronomické společnosti. V té době byl objekt označen jako 2002 LM60, ale brzy bude Brownem a Caltechem přejmenován na jeho tým.
V souladu s konvencemi IAU pro pojmenování nerezonančních objektů Kuiperova pásu po stvořitelských božstvech dostal objekt jméno Quaoar podle boha stvořitele Tongvy. Lidé Tongva (jinak známí jako indiáni z mise) pocházejí z oblasti kolem Los Angeles, kde byl objeven Quaoar.
Snímky Quaoar pořízené pomocí dalekohledu Oschin na observatoři Palomar v Kalifornii. Kredit: Chad Trujillo & Michael Brown (Caltech)
Velikost, hmotnost a oběžná dráha:
Vzhledem k jeho vzdálenosti bylo obtížné získat přesná měření Quaoaru. V roce 2004 provedli Brown a Trujillo přímá měření objektu pomocí Hubbleova vesmírného dalekohledu a dospěli k odhadovanému průměru 1260 ± 190 km.
Tyto odhady však byly následně v roce 2013 revidovány směrem dolů týmy využívajícími zákryt hvězd a s údaji získanými pomocí PACS Herschelovy observatoře nástroj a Spektrální a fotometrický přijímač (SPIRE) na University of Lethbridge, Alberta.
Kombinací těchto informací se pak odhady jeho průměru změnily na 1110 ± 5 km a 1074 ± 38 km. Podle těchto odhadů byl Quaoar největším objektem, který byl ve Sluneční soustavě objeven od jeho objevení Pluto . Později však byla nahrazena objevy Eris, Haumea , a rád bych .
Kromě toho nové techniky a větší znalost KBO vedly vědce k závěru, že odhad velikosti HST z roku 2004 pro Quaoar byl přibližně o 40 % příliš velký a že přesnější odhad by byl asi 900 km. Při použití váženého průměru SST a opravených odhadů HST se nyní předpokládá, že Quaoar od roku 2010 má průměr asi 890±70 km.
Vzhledem k těmto rozměrům má Quaoar zhruba jednu dvanáctinu průměru Země, jednu třetinu průměru Měsíce a polovinu velikosti Pluta. A s odhadovanou hmotností 1,4 ± 0,1 × 10dvacet jednakg, Quaoar je přibližně stejně hmotný jako Měsíc Pluta Charon ekvivalentní 0,12násobku hmotnosti Eris a přibližně 2,5násobku hmotnosti Orcusu.
Dráha Quaoaru kolem Slunce se mírně liší, v rozmezí od 45,114 AU (6,75 x 109km / 4,19 x 109mi) v aféliu na 41,695 AU (6,24 x 10 km9/3,88 x 109mi) v perihéliu. Quaoar má oběžnou dobu 284,5 let a siderickou rotaci asi 17,68 hodin.
Jeho oběžná dráha je také téměř kruhová a mírně skloněná v úhlu přibližně 8°, což je typické pro populaci malých klasických KBO, ale výjimečné mezi velkými KBO. Pluto, Makemake, Haumea, Orcus, Varuna a Salacia jsou všechny na velmi nakloněných, excentričtějších drahách.
Ve vzdálenosti 43 AU a téměř kruhové oběžné dráze není Quaoar významně narušen Neptunem; na rozdíl od Pluta, které je v orbitální rezonanci 2:3 s Neptunem. V roce 2008 byl Quaoar od Pluta vzdálen pouze 14 AU, což z něj činilo nejbližší velké těleso k systému Pluto-Charon. Podle standardů Kuiperova pásu je to velmi blízko.
Dráha Quaoaru (žlutá) a různých dalších cubewanos ve srovnání s dráhou Neptunu (modrá) a Pluta (růžová). Kredit: Wikipedia Commons/kheider
Složení:
V době jeho objevu se o objektech Kuiperova pásu moc nevědělo. Následná zjištění o této oblasti však vedla vědce k závěru, že povrch Quaoaru bude pravděpodobně velmi podobný povrchu ledové satelity Uranu a Neptun. To zahrnuje nízké albedo, které může být až 0,1, což může být známkou toho, že z jeho povrchu zmizel čerstvý led.
Povrch je také mírně červený, což znamená, že Quaoar je relativně více reflexní v červené a blízké infračervené oblasti než v modré. Model vnitřního ohřevu prostřednictvím radioaktivního rozpadu z roku 2006 naznačoval, že na rozdíl od Orcusu Quaoar nemusí být schopen udržet vnitřní oceán kapalné vody na hranici pláště a jádra.
Pozorování Quaoaru v blízkém infračerveném spektru ukázala přítomnost malého množství metanu a ethanového ledu (asi 5 %). Vědce také překvapilo, že na Quaoaru našli známky krystalického ledu, který je způsoben sublimací a opětovným zamrzáním vody. To by naznačovalo, že teplota vzrostla alespoň na -160 °C (110 K nebo -260 °F) někdy za posledních deset milionů let.
Umělcův dojem z rozdílu velikosti mezi Quaoarem, Plutem, Sednou, Zemí a Měsícem. Poděkování: NASA/JPL-Caltech
Spekulace o tom, co mohlo způsobit, že se Quaoar zahřál z přirozené teploty -220 °C (55 K nebo -360 °F), vedly k teoriím od přívalu minimeteorů, které mohly teplotu zvýšit, až po přítomnost kryovulkanismu. Posledně jmenovaná teorie, která je více přijímaná, tvrdí, že kryovulkanismus nastal v důsledku rozpadu radioaktivních prvků v jádru Quaoar.
Někteří vědci se domnívají, že Quaoar byl téměř dvakrát větší než jeho současná velikost, než jej starověká srážka s jiným objektem, možná Pluto, zbavila vnějšího pláště. Pokud by to byla pravda, znamenalo by to, že Quaoar měl kdysi na svém povrchu více ledu a možná i tekutý vodní oceán na hranici jádra a pláště.
Měsíc:
Quaoar má jednu známou družici, která byla objevena 22. února 2007. Obíhá kolem své primární družice ve vzdálenosti 14 500 km a má excentricitu oběžné dráhy 0,14. Na základě předpokladu, že Měsíc má stejné albedo a hustotu jako Quaoar, zdánlivá velikost Měsíce ukazuje, že má průměr 74 km a má hmotnost 1/2000 hmotnosti Quaoaru.
Pokud jde o to, odkud pochází, Brown navrhl, že by to mohl být pozůstatek po srážce, která při tomto procesu ztratila většinu svého ledového pláště. Volba pojmenování měsíce byla odložena na samotný lid Tongva, který si vybral boha oblohy Weymot, který je synem Quaoara v mytologii Tongva. Název se stal oficiálním 4. října 2009, kdy vyšlo poslední číslo Minor Planet Center.
Umělecký dojem z mírně červeného Quaoaru a jeho měsíce Weywot.
Poděkování: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC-Caltech)
Klasifikace:
Podle IAU je trpasličí planeta jakékoli nebeské těleso, které obíhá kolem hvězdy, je dostatečně hmotné, aby se působením vlastní gravitace stalo sférickým, ale nevyčistilo svou dráhu od planetesimál a není satelitem jiného objektu. Také musí mít dostatek hmoty, aby překonala vlastní kompresi a byla uvnitř hydrostatická rovnováha .
Protože Quaoar je binární objekt, lze hmotnost systému vypočítat z oběžné dráhy sekundárního objektu. Z toho odhadovaná hustota Quaoaru 2,2 g/cm³ a jeho odhadovaný průměr 820 – 960 km naznačují, že je dostatečně velký na to, aby šlo o trpasličí planetu.
To je částečně založeno na odhadech Mikea Browna, který tvrdil, že kamenná tělesa o průměru kolem 900 km jsou dostatečná k uvolnění do hydrostatické rovnováhy, zatímco ledová tělesa mohou dosáhnout tohoto stavu s průměry někde mezi 200 a 400 km.
Navíc Quaoarova hmotnost (o které se předpokládá, že je větší než 1,6×10dvacet jednakg) je také větší než to 2006 IAU návrh definice planety nároky jsou „obvykle“ vyžadovány, aby byly v hydrostatické rovnováze (5×10dvacetkg, 800 km). Analýza světelné křivky amplitudy ukazuje pouze malé odchylky, což naznačuje, že Quaoar je skutečně sféroid s malými albedovými skvrnami.
Proto, i když není v současné době klasifikována jako trpasličí planeta, je považována za životaschopného kandidáta. V nadcházejících letech se může připojit k řadám Pluta, Eris, Haumea a Makemake, které jako takové oficiálně uznala IAU a další astronomická tělesa.
Průzkum:
Dosud nebyly naplánovány žádné mise do Quaoaru. Zatímco někteří obhajovali vyslání mise New Horizons na návštěvu Quaoaru a/nebo Sedny nyní, když je průlet kolem Pluta dokončen, NASA to prohlásila za nemožné. Stejně jako Sedna, Quaoar je příliš daleko od trajektorie kosmické lodi, ale také trvá na tom, že obě KBO budou vysoko na seznamu kandidátských cílů pro budoucí mise do vnější sluneční soustavy.
Dále bylo spočítáno, že průletová mise do Quaoaru by mohla trvat 13,57 let s využitím gravitační asistence Jupiter a na základě dat startu 25. prosince 2016, 22. listopadu 2027, 22. prosince 2028, 22. ledna 2030 nebo prosince. 20thm, 2040. Během kteréhokoli z těchto startovacích oken by Quaoar byl ve vzdálenosti 41 až 43 AU od Slunce v době, kdy kosmická loď dorazila.
Mezitím nám nezbývá nic jiného než čekat a pokračovat v pozorování Quaoaru a jeho dalších objektů Kuiperova pásu z dálky. V nadcházejících letech se také pravděpodobně rozhodne, zda bude či nebude zařazena na seznam uznávaných trpasličích planet Sluneční soustavy.
Napsali jsme mnoho článků o Quaoar pro Universe Today. Zde je článek o objevení Quaoaru a zde je článek o Cooperův pás .
Pokud chcete více informací o trpasličích planetách, podívejte se Průvodce průzkumem sluneční soustavy na trpasličích planetách a zde je odkaz na článek o trpasličí planeta Ceres .
Nahráli jsme také celou epizodu Astronomy Cast s názvem Epizoda 194: Trpasličí planety a rozhovor s Mikem Brownem sám!
Prameny:
