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Eris (Zwergplanet)

(136199) Eris
Eris und ihr Mond Dysnomia, fotografiert am 30. August 2006 vom Hubble-Weltraumteleskop
Eigenschaften des Orbits (Simulation)
Orbittyp Transneptunisches Objekt
Große Halbachse 67,695 AE
Perihel – Aphel 37,845 – 97,545 AE
Exzentrizität 0,441
Neigung der Bahnebene 44,179°
Siderische Umlaufzeit 556,97 a
Mittlere Bahngeschwindigkeit 3,620 km/s
Physikalische Eigenschaften
Durchmesser 2400 ± 100 km
Masse (1,66 ± 0,02) ×
1022[1] kg
Albedo
Mittlere Dichte 2,3 ± 0,03[1] g/cm³
Rotationsperiode
Absolute Helligkeit −1,17 ± 0,01
Spektralklasse
Geschichte
Entdecker M. Brown, C. Trujillo,
D. Rabinowitz
Datum der Entdeckung 21. Oktober 2003,
bestätigt 2005
Ältere Bezeichnung 2003 UB313

(136199) Eris ist der größte bekannte Zwergplanet unseres Sonnensystems. Genauer definiert ist Eris ein Plutoid, eine Unterklasse von Zwergplaneten, die jenseits der Neptunbahn die Sonne umrunden.

Eris ist nach der griechischen Göttin der Zwietracht und des Streits Eris benannt. Das Objekt des Kuipergürtels (Kuiper Belt Object, KBO), das einen rund hundert Kilometer größeren Durchmesser hat als Pluto, wurde nach dem Bekanntwerden seiner Entdeckung am 29. Juli 2005 von der NASA und vielen Medien als „Zehnter Planet“ bezeichnet; jedoch wurde dieser Status in einem Entscheid am 24. August 2006 von der IAU nicht anerkannt. Stattdessen erhielt Eris wie auch Pluto durch die genannte Neuregelung den Status eines Zwergplaneten und wurde im September 2006 als Kleinplanet (136199) nummeriert. Das Objekt befindet sich momentan in einer Entfernung von ca. 97 AE (14,6 Milliarden km) und bewegt sich auf einer stark exzentrischen und geneigten Bahn um die Sonne. Eris zählt aufgrund seiner hohen Exzentrizität zu den gestreuten KBOs (Scattered disk objects, SDO).

Inhaltsverzeichnis

Entdeckung

Animation der drei über einen Zeitraum von 3 Stunden aufgenommenen Bilder, auf denen Eris (im Bild links, etwas oberhalb der Mitte) entdeckt wurde.

Das Kuipergürtel-Objekt Eris wurde von Mike Brown (CalTech), Chad Trujillo (Gemini-Observatorium) und David Rabinowitz (Yale-Universität) entdeckt, also von denselben Astronomen, denen zuvor die Entdeckungen der großen Transneptune Quaoar, Sedna und Orcus gelungen war. Das Objekt wurde auf CCD-Aufnahmen entdeckt, die am 21. Oktober 2003 mit dem 1,2-Meter-Schmidt-Teleskop am Mount-Palomar-Observatorium gewonnen wurden. Aufgrund seiner langsamen Bewegung wurde es aber bei der ursprünglichen Verarbeitung der Bilder nicht erkannt. Erst bei einer neuerlichen Auswertung der Aufnahmen wurde das Objekt am 5. Januar 2005 schließlich als Objekt des Kuipergürtels identifiziert. Danach konnte es auf älteren Aufnahmen bis zurück zum 3. September 1954 identifiziert werden, so dass die Bahndaten gut gesichert sind.

Die Entdeckung sollte ursprünglich erst später, nach weiteren Beobachtungen, öffentlich gemacht werden. Nachdem aber bekannt wurde, dass die Ausrichtung eines der Teleskope, das die Entdecker zur Beobachtung von Eris benutzt hatten, über eine öffentliche Internetseite abgefragt werden konnte, gingen die Forscher am 29. Juli 2005 vorzeitig an die Öffentlichkeit. Nur 19 Stunden zuvor hatten spanische Astronomen ihre Entdeckung von 2003 EL61 bekannt gemacht, das die Gruppe um Brown auch unabhängig davon im Jahr 2004 gefunden, aber bis dahin nicht veröffentlicht hatte. Am gleichen Tag publizierte Browns Gruppe auch die Entdeckung von 2005 FY9, so dass die Entdeckungen von drei großen Objekten des Kuipergürtels innerhalb nur eines Tages bekannt wurden.

Namensgebung

Nach seiner Entdeckung bekam der Himmelskörper den provisorischen Namen 2003 UB313 zugewiesen. Inoffiziell verwendete die Entdecker-Arbeitsgruppe die nach Charakteren der Fernsehserie Xena gewählten Arbeitsbezeichnungen Xena für 2003 UB313 und Gabrielle für den Mond.

Der provisorische Name 2003 UB313 folgte den Regeln zur Benennung von Asteroiden und besagte, dass es sich um den 7827. Asteroiden handelte, der in der zweiten Oktoberhälfte 2003 entdeckt wurde. (Das „U“ steht für die zweite Oktoberhälfte und die 313 besagt, dass das Alphabet ohne „I“ 313-mal durchlaufen wurde, für das „B“ wird 2 addiert. Also 2 + 313 × 25 = 7827.)

Im September 2006 wurde 2003 UB313 die Kleinplanetennummer 136199 zugeteilt.[2] Dies war die Voraussetzung für die endgültige Vergabe eines Namens. Der Name Eris wurde schließlich am 13. September 2006 vergeben.[3] In der griechischen Mythologie ist Eris die Göttin der Zwietracht und des Streits, durch deren Intrige der Trojanische Krieg ausgelöst wurde. Der Name spiegelt die Kontroverse wider, die nach seiner Entdeckung schließlich zur Neudefinition des Begriffs "Planet" und der Aberkennung des Planetenstatus von Pluto führte. Er stellt aber auch eine Anspielung auf die ursprünglich gewählte Arbeitsbezeichnung Xena dar. Eris ist die Göttin der Zwietracht, ihre Tochter wird Dysnomia genannt, die Dämonin der Gesetzlosigkeit. Nach ihr ist Eris' Mond benannt. Gesetzlosigkeit heißt im englischen Sprachgebrauch Lawlessness. Die Filmfigur Xena wurde von der Schauspielerin Lucy Lawless verkörpert.[4].

Der zehnte Planet?

Künstlerische Impression von Eris.

Wie bereits Quaoar und Sedna wurde auch Eris in den Medien als zehnter Planet (siehe auch Planet X) betitelt. Auch ihre Entdecker und die NASA bezeichneten sie als solchen. Eine solche Einordnung erschien aus Sicht der Experten als plausibel, da Eris größer ist als Pluto und andere Kriterien wie Exzentrizität oder die Bedingung, dass ein Planet eine größere Masse als alle anderen Objekte in seinem Orbit zusammen haben muss, bereits bei diesem ausgesetzt wurden. Allerdings tendierten viele Astronomen schon seit Ende der 1990er dazu, selbst Pluto nicht mehr zu den Planeten zu zählen, sondern bezeichneten ihn als das bis dahin größte transneptunische Objekt. Die Entdeckung von Eris entfachte von neuem die Debatte, anhand welcher Merkmale Himmelskörper als Planet gezählt werden. Auf der 26. Generalversammlung der Internationalen Astronomischen Union im August 2006 in Prag ist eine neue offizielle Definition für Planeten und Zwergplaneten verabschiedet worden. Demnach sind Eris, Pluto und Ceres nun Zwergplaneten. Der Status von Sedna und Quaoar ist noch ungeklärt. Gleichzeitig wurde eine transneptunische Unterklasse der Zwergplaneten definiert, die zunächst Plutonen genannt werden sollten. Diese Bezeichnung wurde zugunsten der neuen Bezeichnung Plutoiden verworfen, zu der neben Eris auch der Namensgeber Pluto gehört.

Größe

Um die Größe eines Objekts aus der scheinbaren Helligkeit zu bestimmen, müssen sowohl seine Entfernung als auch seine Albedo bekannt sein. Ist dies der Fall, so lässt sich seine Größe berechnen, wobei eine geringere Albedo eine höhere Größe bedeutet.

Jedoch würde Eris selbst bei einer maximalen Albedo von 1, also wenn sie sämtliches Licht reflektieren würde, nach Browns Berechnungen noch mindestens genauso groß wie Pluto sein. In ersten Meldungen hieß es, ihr Durchmesser würde unter 3200 km liegen, da das Spitzer-Weltraumteleskop nicht in der Lage war, sie aufzufinden – inzwischen stellte sich jedoch heraus, dass das Teleskop durch einen Bedienungsfehler nicht auf das Objekt ausgerichtet war. Nach Angaben von Mike Brown wurden die für Ende August 2005 angekündigten neuen Beobachtungen mit dem Spitzer-Weltraumteleskop durchgeführt. Deren Daten werden derzeit analysiert.

Die erste zuverlässige Messung der Größe gelang Anfang 2005 Radioastronomen des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie in Bonn. Mit Hilfe des IRAM-Radioteleskops am Pico Veleta in Südspanien konnten sie die Wärmestrahlung von Eris messen. In Kombination mit optischen Beobachtungen wurde die Albedo zu 0,60 ± 0,11 und daraus der Durchmesser mit 3000 ± 320 Kilometer bestimmt.

Dem Entdeckerteam wurde Beobachtungszeit am Hubble-Weltraumteleskop zugesprochen. Obwohl dieses bei einem Winkeldurchmesser von nur 0,035 Bogensekunden bereits an die Grenzen seiner Leistungsfähigkeit stößt, konnte das Team von Brown mit speziellen Bildverarbeitungstechniken (Dekonvolution) mit der derzeit genauesten Messung die Größe von Eris auf 2400 ± 100 Kilometer bestimmen. Damit ist Eris kleiner, als vorhergehende Messungen vermuten ließen, aber dennoch etwas größer als Pluto. Die Albedo von Eris wurde zu 0,85 ± 0,07 bestimmt[5].

Mond Dysnomia

Eris besitzt einen Mond namens Dysnomia, der am 10. September 2005 vom gleichen Team entdeckt wurde wie Eris. Da der Mond etwa den 500 Teil der Leuchtkraft von Eris aufweist, kann von einem Durchmesser von etwa 100 km ausgegangen werden. Falls die Albedo von Dysnomia wesentlich kleiner ist als die von Eris, könnte der Durchmesser allerdings auch bis zu 250 km betragen. Dysnomia benötigt für einen Umlauf um den Zwergplaneten knapp 16 Tage, der Abstand beträgt etwa 37.000 km.[6]

Bahn

Ein Sonnenumlauf, also ein „Jahr“ auf Eris, entspricht etwa 557 Erdjahren. Die Bahn ist, nicht unüblich für ein Objekt des Kuipergürtels, hochgradig exzentrisch (numerische Exzentrizität 0,44). So liegt das Perihel ihrer Bahn lediglich bei 37,8 AE. Dabei kann sie zeitweilig der Sonne näher stehen als Pluto, dessen Aphel bei 49 AE liegt. Derzeit befindet sich Eris nahe dem Aphel ihrer Bahn, etwa 97 AE von der Sonne entfernt. Das entspricht einer Distanz von etwa 13,5 Lichtstunden.

Eine weitere Besonderheit ist, dass die Bahn von Eris um 44° gegenüber der Ekliptik geneigt ist, was für einen Körper dieser Größe recht ungewöhnlich ist und auch wahrscheinlich die Erklärung für die späte Entdeckung ist. Die meisten Suchprogramme für KBOs oder andere Asteroiden beschränken sich auf Positionen in der ungefähren Umgebung der Ekliptik, da dort auch der Großteil der Materie des Sonnensystems konzentriert liegt. Möglicherweise wurde Eris durch den gravitativen Einfluss Neptuns in diese Bahn gelenkt.

Aufbau

Vergleich der Spektren von Eris (rot) und Pluto (schwarz). Die Pfeile weisen auf Absorptionsbanden von Methan hin.

Einige Quellen sprechen von einer Zusammensetzung von ungefähr 70 Prozent Gestein und 30 Prozent gefrorenem Wasser. Solange aber weder Masse noch Durchmesser genauer bekannt sind, sollten solche Angaben eher skeptisch betrachtet werden. Spektroskopische Beobachtungen am Gemini-Observatorium auf Hawaii weisen außerdem auf das Vorhandensein von gefrorenem Methan auf der Oberfläche von Eris hin. Diese würde somit der von Pluto ähneln, was auch durch die, aufgrund der geringen Größe zu vermutende, hohe Albedo bekräftigt wird. Damit zeigt Eris mehr Ähnlichkeit mit Pluto und seinem Mond Charon als mit den anderen KBOs. Da Methan hochgradig flüchtig ist, kann das Objekt in seiner Vergangenheit zudem kaum weiter in das innere Sonnensystem vorgedrungen sein. Das Methan wäre sonst sublimiert und hätte sich verflüchtigt.

Eris wäre außerdem groß genug, um ähnlich wie Pluto eine sehr dünne Atmosphäre aus Stickstoff, Methan oder Kohlenmonoxid zu halten. Diese würde periodisch mit der Umlaufdauer und damit dem Absinken der Oberflächentemperatur auf der Oberfläche resublimieren und beim erneuten Ansteigen der Temperatur wieder sublimieren und eine neue Atmosphäre bilden. Da Eris sich derzeit sehr nahe ihrem Aphel aufhält, wäre diese momentan jedoch nicht vorhanden.

Die Oberflächentemperatur von Eris wird auf 30 K (etwa −242 °C) geschätzt. Sie ist damit noch einmal deutlich kälter als Pluto. Dies verdankt sie vor allem ihrer größeren Entfernung zur Sonne, da sie aufgrund ihrer (im Vergleich zu geologisch aktiven Planeten wie der Erde) geringen Größe und ihrer Entstehung am äußeren Rand des Sonnensystems kaum nennenswerte innere Energiequellen besitzen kann. Auch die Gezeitenwärme des Mondes könnte geringen Einfluss auf die Temperatur nehmen, sollte dieser eine ausreichende Masse besitzen.

Quellenangaben

  1. a b Michael E. Brown und Emily L. Schaller: „The Mass of Dwarf Planet Eris“, in: Science 316 (5831), 2007, S. 1585. doi:10.1126/science.1139415
  2. Discovery Circumstances: Numbered Minor Planets (135001)–(136563)
  3. Central Bureau for Astronomical Telegrams Circular No. 8747
  4. planet.ch Bye bye Xena - Hallo Eris!
  5. Direct Measurement of the size of 2003 UB313 from the Hubble Space Telescope (pdf)
  6. The moon of the 10th planet, Mike Brown, California Institute of Technology

Literatur

 Commons: Eris – Bilder, Videos und Audiodateien

Pressemitteilungen

Medienberichte

Weitere Informationen

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