Пояс Койпера був нескінченним джерелом відкриттів протягом останнього десятиліття. Починаючи з карликової планети Еріс, яку вперше спостерігали опитування обсерваторії Паламара під керівництвом Майка Брауна в 2003 році, було виявлено багато цікавих об'єктів пояса Койпера (КБО), деякі з яких за розмірами можна порівняти з Плутоном.
Згідно з новим звітом Центру малих планет МАУ, за орбітою Плутона було виявлено ще одне тіло. Офіційно призначений як 2014 UZ224, це тіло розташоване приблизно на 14 млрд км (90 АС, або 8,5 млрд миль) від Сонця. Ця карликова планета - не лише останній член нашої Сонячної родини, вона також є другим найдальшим тілом від нашого Сонця зі стабільною орбітою.
Відкриття було зроблено Девідом Гердесом, професором астрофізики в Мічиганському університеті, та різними колегами, пов'язаними з дослідженням темної енергії (DES) - проектом, який спирається на Міжамериканську обсерваторію Серро Тололо в Чилі. У минулому дослідження Гердеса були зосереджені на виявленні темної енергії та розширенні Всесвіту.
З цією метою DES протягом останніх п'яти років обстежував приблизно одну восьму частину неба за допомогою камери темної енергії (DECam), 570-мегапіксельної камери, встановленої на телескопі Віктора М. Бланко в Серро Тололо. Цей інструмент був замовлений США. Департамент енергії проводив обстеження далеких галактик, і доктор Гердес мав руку в створенні.
Не дивно, що ця сама технологія також дозволила зробити відкриття на межі Сонячної системи. Два роки тому це саме те, що Гердес закликав групу студентів магістратури (як частина літнього проекту). Ці студенти вивчали зображення, зроблені DES у 2013-2016 роках, на предмет ознак рухомих предметів. З цього часу команда з аналізу зросла до старших науковців, постдокторів, аспірантів та студентів.
У той час як віддалені зірки та галактики будуть здаватися нерухомими на цих зображеннях, віддалені ТНО з’являлися в різних місцях з часом - тому їх називають "перехідними". Як пояснює доктор Гердес у своєму листі про факти UZ224 за 2014 рік, який доступний на домашній сторінці Мічиганського університету:
«Для ідентифікації перехідних процесів ми використовували техніку, відому як« різницевий образ ». Коли ми робимо нове зображення, ми віднімаємо з нього зображення тієї самої області неба, зняту в іншу ніч. Об'єкти, які не змінюються, зникають у цьому відніманні, і нам залишається лише перехідні ... Цей процес дає мільйони перехідних, але лише близько 0,1% з них виявляються далекими другорядними планетами. Щоб знайти їх, ми повинні «з'єднати крапки» і визначити, які перехідні фактично однакові речі в різних положеннях у різні ночі. Є багато крапок і МНОГО більше можливих способів їх з'єднання ».
Це був важкий процес. Окрім необхідності тисячі комп’ютерів у Fermilab для обробки сотень терабайт даних, команді довелося написати спеціальні програми для цього. Гердес та його колеги також покладалися на допомогу професорів Масао Сако та Гері Бернштейна з Університету Пенсільванії, які внесли свої ключові прориви, які дозволили їм виконати різницеві зображення у всій області опитування.
Зрештою, були відкриті десятки нових транснептунівських об’єктів (TNO), одним з яких був 2014 UZ224. За їхніми спостереженнями, його діаметр міг бути десь від 350 до 1200 км, а на повну орбіту нашого Сонця потрібно 1136 років. Заради перспективи Плутон має діаметр 2370 км і має орбітальний період 248 років.
Стефані Гамільтон, аспірантка Мічиганського університету, була особисто залучена до проекту. Її роль полягала у визначенні розміру UZ224 2014 року, що було важко лише для перших спостережень. Як вона розповіла Space Magazine електронною поштою:
"Яскравість об'єкта лише у видимому світлі залежить як від його розміру, так і від того, наскільки він відбиває, тому ви не можете однозначно визначити одне з цих властивостей, не приймаючи значення для іншого. На щастя, існує вирішення цієї проблеми - тепло, яке випромінює об'єкт, також пропорційне його розміру, тому отримання термічного вимірювання на додаток до оптичних вимірювань означає, що ми зможемо потім обчислити розмір об'єкта та альбедо (відбивна здатність), не маючи необхідності припустимо те чи інше.
«Нам вдалося отримати зображення нашого об’єкта на тепловій довжині хвилі за допомогою масиву Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) у Чилі. Я працюю над об'єднанням усіх наших даних разом, щоб визначити розмір та кількість альбедо, і ми очікуємо, що ми подамо документ про наші результати приблизно в середині листопада або близько того ".
Але, як і у всіх речах, пов'язаних із "карликовими планетами", між цим відкриттям були певні незгоди. Враховуючи розміри об'єкта, є деякі, хто ставить під сумнів, застосовується чи ні етикетка. Але як зазначає Гердес у Листі фактів, цей орган відповідає більшості передумов:
«Відповідно до офіційних рекомендацій МАУ, планета-карлик повинна відповідати чотирьом критеріям. Він повинен: а) обертатись навколо Сонця (перевірити!), Б) не бути супутником (перевірити!); В) не очистити околиці навколо своєї орбіти (перевірити!) Та г) мати достатню масу, щоб бути круглою. Цей останній предмет невизначений, і єдиний спосіб напевне - сфотографувати достатньо детальну картину, щоб побачити її форму. Тим не менш, об'єкт діаметром понад 400 км, ймовірно, буде круглим. "
Гердес та його команда очікують, що вони будуть зайняті, створивши документ, в якому детально описуватимуть їх результати, використовуючи масив ALMA, щоб отримати більше оцінок розміру UZ224 2014 року та просіювати дані, щоб шукати більше об’єктів у поясі Койпера. Сюди входить легендарна планета 9, яку астрономи шукають роками.
Враховуючи віддаленість від Сонця, на орбіту 2014 року UZ224 не впливатиме присутність планети 9, тому не допомагає. Однак Гердес переконаний, що докази цього масового тіла є в даних. Враховуючи час і багато обробки даних, вони просто можуть їх знайти! Тим часом цей нововиявлений об’єкт, ймовірно, стане головною точкою багатьох захоплюючих досліджень.
"Це цікавий сам по собі об'єкт - віддалені об'єкти, подібні до цього, - це" космічні залишки "від первісного диска, що породив Сонячну систему", - пише Гердес. "Вивчаючи їх та дізнавшись більше про їх розподіл, орбітальні характеристики, розміри та властивості поверхні, ми можемо дізнатися більше про процеси, що породили Сонячну систему, і в кінцевому рахунку для нас".
