(136108) Hauméa



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(136108) Hauméa
(136108) Haumea
Beschreibung dieses Bildes, auch unten kommentiert
(136108) Hauméa und seine Satelliten, 2015 von Hubble fotografiert , Hiʻiaka oben rechts und Namaka unten links.
Bahncharakteristik
Epoche ( JJ 2459200.5) Bogenbeobachtung
Basierend auf 2.784 Beobachtungen über 24.033 Tage , U = 2
Haupthalbachse ( a ) 6.4501 x 10 9 km
(43,116 ua )
Perihel ( q ) 5.1831 x 10 9 km
(34,647 ua )
Aphelie ( Q ) 7.7170 x 10 9 km
(51,585 ua )
Exzentrizität ( e ) 0.19642
Umdrehungsperiode ( P rev ) 103.410 ± 3 d
(283,12 a )
Durchschnittliche Umlaufgeschwindigkeit ( v orb ) 4.531 km / s
Neigen ( ich ) 28.2137 ± 0,0001 °
Längengrad des aufsteigenden Knotens ( Ω ) 122.167 °
Perihel-Argument ( ω ) 239.041 °
Durchschnittliche Anomalie ( M 0 ) 218.205 °
Kategorie Zwergplanet ,
Plutoid ,
Intermittierende Resonanz 7:12 mit Neptun , Hauptmitglied
der Hauméa - Familie .
Bekannte Satelliten Hiʻiaka
Namaka
Physikalische Eigenschaften
Maße ~ 2.100 × 1.680 × 1.074  km
Masse ( m ) (4,006 ± 0,040) × 10 21 kg
Dichte ( ρ ) 2.018 kg / m 3
Äquatoriale Schwerkraft an der Oberfläche ( g ) 0,44 m / s 2
Release-Geschwindigkeit ( v lib ) 0,714 km / s
Rotationsdauer ( P rot ) 0,163139208 d
(3,915341 ± 0,000005 h)
Spektrale Klassifizierung BB
Absolute Größe ( H ) 0,428
0,2
Scheinbare Größe ( m ) 17.3
Albedo ( A ) 0,66
Temperatur ( T ) <50 K
Entdeckung
Älteste Sichtung vor der Entdeckung
Datiert (Braun) / (Ortiz)
Entdeckt von Ortiz et al. / Brownet al.
Ort Observatorium der Sierra Nevada (Ortiz, von UAI anerkannt )
Benannt nach Hauméa
Bezeichnung 2003 EL 61

Hauméa , offiziell (136108) Hauméa (international (136108) Haumea  ; vorläufige Bezeichnung 2003 EL 61 ), ist ein transneptunischer ( plutoider ) Zwergplanet des Sonnensystems , der sich im Kuipergürtel befindet . Es führt eine Umdrehung um die Sonne mit einer Umlaufzeit von 284 Erdjahren und mit einer für große Cubewanos typischen Umlaufbahn durch  : ziemlich exzentrisch und mit einer starken Neigung , sein Perihel liegt bei 35  AE und seine Aphelie erreicht 51 AE. Es befindet sich auch in intermittierender 7:12- Orbitalresonanz mit Neptun .

Der Kontext und die Urheberschaft seiner Entdeckung sind umstritten. Hauméa wird zum ersten Mal in . beobachtetvom Team von Michael E. Brown vom California Institute of Technology in den USA , wird aber offiziell entdeckt invon José Luis Ortiz Moreno vom Instituto de Astrofísica de Andalucía am Observatorium der Sierra Nevada in Spanien, weil sie die ersten sind, die das Objekt im Zentrum der Kleinplaneten ankündigen . Sie werden jedoch vom US-Team des Betrugs beschuldigt, weil sie ihre Sichtungsberichte ohne Kredit verwendet haben. Im, nachdem sie den Status eines Zwergplaneten erhalten hatte, wurde sie auf Vorschlag von Mike Brown von der Internationalen Astronomischen Union offiziell nach Hauméa , der hawaiianischen Göttin der Fruchtbarkeit und Geburt , und nicht nach Ataegina, wie vom spanischen Team vorgeschlagen, benannt.

Es hat eine längliche Form ähnlich einem Rugbyball von etwa 2.100 × 1.700 × 1.100  km , nach Berechnungen seiner Lichtkurve , deren genaue Messungen jedoch nicht sicher sind. Diese besondere Form ist aufgrund ihrer Rotationsdauer von 3,9 Stunden die schnellste im Sonnensystem für ein Objekt im hydrostatischen Gleichgewicht . Seine Masse beträgt etwa 4,2 × 10 21  kg oder fast ein Drittel der Masse des Plutonischen Systems und 6% der Masse des Mondes . Es hat eine hohe Albedo von etwa 0,7, ähnlich der von Schnee , aufgrund seiner dünnen Schicht aus kristallinem Wassereis auf der Oberfläche, die eine meist felsige innere Struktur bedeckt. Es hätte einen großen roten Fleck.

Um Hauméa kreisen mindestens zwei kleine natürliche Satelliten , Hiʻiaka (≈310  km ) und Namaka (≈170  km ), die in ihrer Vergangenheit durch mindestens eine starke Kollision entstanden wären. Dieses Ereignis erzeugt auch eine kollidierende Familie transneptunischer Objekte mit engen Umlaufbahnen, die Familie Hauméa , und es wird angenommen, dass sie für ihre atypischen physikalischen Eigenschaften verantwortlich ist. Im Jahr 2017 wurde ein dünner dunkler Ring um ihn herum entdeckt, eine Tatsache, die für ein transneptunisches Objekt oder einen Zwergplaneten einzigartig ist.

Historisch

Entdeckung

Die Entdeckung von Hauméa findet statt in und wird angekündigt in , aber die Urheberschaft ist umstritten.

Parallele Entdeckungen

Nach der Entdeckung von (90377) Sedna in, beginnt ein Team des California Institute of Technology (oder Caltech) unter der Leitung von Michael E. Brown , nach anderen transneptunischen Objekten zu suchen . Das, entdecken sie Hauméa in einem aufgenommenen Bild mit dem QUEST-Tool des Palomar-Observatoriums in Kalifornien . Das Team gibt ihm den Spitznamen „  Father Christmas  “ ( Sankt ), die Entdeckung kurz nach gemacht worden Weihnachten . Sie beschließen jedoch, die Entdeckung nicht zu veröffentlichen, bis weitere Beobachtungen zur besseren Bestimmung ihrer Natur vorliegen, da das Objekt eindeutig zu klein ist, um ein Planet zu sein - insbesondere ein Drittel der Größe von Pluto -, aber immer noch von Satelliten (Spitzname " Rudolf "   " und "Blitzen", Namen von zwei Rentieren des Weihnachtsmanns ) und an der Spitze einer Kollisionsfamilie . Planung der Veröffentlichung der Existenz von Hauméa in Auf einer internationalen Konferenz veröffentlicht das Caltech-Team die eine Online-Zusammenfassung, in der die Entdeckung des Objekts unter dem Codenamen K40506A bekannt gegeben wird, wo es als das potenziell größte und hellste bekannte Objekt im Kuipergürtel beschrieben wird.

Das , Pablo Santos Sanz, ein Schüler des Instituto de Astrofísica de Andalucía , behauptet, Hauméa unabhängig auf alten Aufnahmen entdeckt zu habenam Observatorium der Sierra Nevada in Südspanien während einer Suche nach transneptunischen Objekten, die von seinem Betreuer José Luis Ortiz Moreno initiiert wurde . Um Prioritäten zu setzen, senden sie in der Nacht zum 27. Juli eine Nachricht an das Minor Planets Center (MPC) und kontaktieren dieAmateurastronom Reiner Stoss von der Sternwarte Starkenburg Für weitere Kommentare. Er nimmt neue Bilder und schafft es sogar , einen zu finden , Pre-Entdeckung von Haumea in digitalisiert Dias aus dem Palomar Observatorium aus dem Jahr 1955. Brian G. Marsden , Leiter des MPC, Schecks mit Gareth V. Williams die Berechnungen und veröffentlichen offiziell diese Entdeckung auf in einem Kreis, der die Position des Objekts anzeigt.

Reaktionen und Betrugsvorwürfe

Die Nachricht von der Entdeckung eines solchen Objekts wird von Astronomen gefeiert, aber Mike Brown versteht, dass das Objekt kein anderer als der Weihnachtsmann ist . Enttäuscht darüber, dass er seine Schaufel verloren hat, schickt er immer noch eine E-Mail, um den Entdeckern zu gratulieren. Allerdings erkennt er dann , dass für den öffentlichen Code ‚K40506A‘ auf unserer Suchmaschine Google , ist es möglich, direkt auf die vermeintlich privaten Berichte der Zugang Kitt Peak - Observatorium , das die Kontrolle der verwendet worden war Kitt Peak Observatory . Sankt Orbit . Er bemerkt auch, dass die Positionen von zwei anderen transneptunischen Objekten, deren Existenz er noch nicht bekannt gegeben hatte, zugänglich sind: Eris und Makemake . Aus Angst, auch für diese verdoppelt zu werden, schickt er noch am selben Tag die Informationen an das MPC, um ihre Entdeckung zu formalisieren, die auch auf veröffentlicht wirdund von einem starken Medienwahn begleitet, wird Eris als zehnter Planet präsentiert .

Nach diesen Ereignissen dachte er eine Weile nicht, dass das spanische Team einen Betrug begangen hatte, weil sie mehr Interesse daran gehabt hätten, Eris, das größte Objekt, zu "stehlen", und schickt eine Nachricht an Ortiz, um sich dafür zu entschuldigen, "seinen in den Schatten gestellt zu haben". Entdeckung. Das Gerücht über einen möglichen Informationsdiebstahl lässt jedoch Vorwürfe wegen wissenschaftlichen Betrugs gegen das spanische Team aufkommen , die jedoch nicht darauf reagieren. Anfang August gelang es Richard Pogge, Administrator des SMARTS-Systems am interamerikanischen Observatorium am Cerro Tololo, wo andere Verifikationsbeobachtungen gemacht worden waren, Verbindungen zu den Berichten nachzuverfolgen . Er kommt zu dem Schluss, dass die Seite für K40506A am Morgen desvon einem Computer des Instituto de Astrofísica de Andalucía , genauer gesagt derselbe, der am selben Abend verwendet wurde, um den Bericht an das MPC zu senden, und wieder die.

Das , reicht das Caltech-Team eine offizielle Beschwerde bei der UAI ein und beschuldigt das Team von José Luis Ortiz eines schwerwiegenden Verstoßes gegen die wissenschaftliche Ethik, indem es die Verwendung ihrer Daten bei der Bekanntgabe der Entdeckung nicht anerkennt und fordert das MPC auch auf, den Status als Entdecker aus dem Das Team von José Luis Ortiz. Sie veröffentlichen auch online den „ elektronischen Weg“ , der diese Konsultationen aus Spanien demonstriert. Diese Beschwerde führte zu nichts, und Anfang September erhielt Mike Brown endlich eine Antwort von José Luis Ortiz; Dieser bestreitet und bestätigt weder, die Berichte von Caltech konsultiert zu haben, sondern kritisiert vielmehr das Verhalten von Mike Brown, seine Entdeckungen nicht direkt an das MPC zu senden, was seiner Ansicht nach dem wissenschaftlichen Interesse zuwiderläuft.

Das , verteilt José Luis Ortiz einen Brief und gibt zum ersten Mal zu, dass er auf die Beobachtungsprotokolle von Caltech zugegriffen hat, bestreitet jedoch jegliches Fehlverhalten und behauptet, dass dies nur Teil der Überprüfung der Entdeckung eines neuen Objekts war und dass diese Berichte öffentlich zugänglich waren . Außerdem enthielten diese Tagebücher seiner Darstellung nach zu wenig Informationen, um feststellen zu können, ob es sich um denselben Gegenstand handelte, was die Nichterwähnung rechtfertigt.

Konfession

Marmorstatuette einer zylindrischen Struktur in der Nähe eines Tieres
Darstellung der iberischen Göttin Ataegina , vorgeschlagen vom spanischen Team.

Gleichzeitig erhält Hauméa seine vorläufige Bezeichnung  : 2003 EL 61 , das „2003“ basierend auf dem Datum des Entdeckungsbildes, das vom spanischen Team vorgelegt wurde . Das, nachdem seine Umlaufbahn stabil bestimmt wurde, trägt das Objekt die Nummer 136108 und ist in den offiziellen Katalog der Kleinplaneten mit der Bezeichnung (136108) 2003 EL 61 aufgenommen .

Das Protokoll der UAI besagt, dass die Entdeckung eines Kleinplaneten an jeden verdient wird, der zuerst einen Bericht mit genügend Positionsdaten für eine angemessene Umlaufbahnbestimmung an das MPC übermittelt, und der benannte Entdecker hat Priorität. Somit kehrt es theoretisch zu José Luis Ortiz et al. , die den Namen Ataegina (oder Ataecina) vorschlagen, eine iberische Göttin der Unterwelt . Als chthonische Gottheit wäre Ataegina nur ein passender Name gewesen, wenn sich das Objekt in stabiler Orbitalresonanz mit Neptun befände , Hauméas Resonanz jedoch instabil ist.

Den Richtlinien der UAI folgend, dass klassischen Kuipergürtel-Objekten ( Cubewanos ) Namen von mythologischen Wesen gegeben werden, die mit der Schöpfung in Verbindung stehen, reicht das Caltech-Team inNamen aus der hawaiianischen Mythologie für (136108) 2003 EL 61 und seine beiden Monde, unter Bezugnahme auf den Standort des Mauna Kea Observatoriums und den Fundort der Satelliten. Haumea ist die Göttin der Fruchtbarkeit und der Geburt, während ihre beiden bekannten Monde nach zwei der Töchter von Haumea benannt sind: Hi'iaka , die Schutzgöttin der Insel Hawaii , und Namaka , die Göttin des Wassers .

Der Streit um die Urheberschaft der Entdeckung des Objekts verzögert die Annahme beider Namen und die Einstufung von Hauméa als Zwergplanet . Das, gibt die UAI bekannt, dass die für die Benennung der Zwergplaneten verantwortlichen Organisationen beschlossen haben, den Vorschlag von Caltech beizubehalten. Das Team von José Luis Ortiz kritisiert diese Wahl und deutet an, dass die UAI, wenn Ataegina nicht akzeptiert würde, zumindest einen dritten Namen hätte wählen können, der keine der Parteien begünstigt.

Das Entdeckungsdatum laut Ankündigung ist , als Fundort ist das Observatorium der Sierra Nevada angegeben und das Feld für den Namen des Entdeckers bleibt leer. Stephen P. Maran und Laurence A. Marschall kommentieren , dass , wenn die Kontroverse nie richtig gelöst wurde und sich die allgemeine Meinung stattdessen auf eine faktische Entscheidung konzentriert hat , die Forscher sich in Zukunft mehr auf den wissenschaftlichen Beitrag von Hauméa konzentrieren werden Entdeckung.

Status

Hauméa ist ein Zwergplanet und genauer gesagt ein Plutoid, da er sich jenseits der Neptunbahn befindet . Dies bedeutet, dass er die Sonne umkreist und massiv genug ist, um durch seine eigene Schwerkraft abgerundet zu werden, aber die Umgebung seiner Umlaufbahn nicht säubern konnte . Da es sich bei weitem nicht um ein Sphäroid handelt , gab es einige Diskussionen darüber, ob es sich wirklich im hydrostatischen Gleichgewicht befindet . Die Astronomen sind sich jedoch einig, dass das Gleichgewicht gut erreicht ist, seine atypische Form jedoch auf seine sehr schnelle Rotation zurückzuführen ist.

Physikalische Eigenschaften

Drehung

Hauméa weist über einen Zeitraum von 3,9 Stunden große Helligkeitsschwankungen auf. Diese können nur durch eine Rotationsperiode dieser Dauer erklärt werden. Dies ist die schnellste Rotation aller bekannten hydrostatisch ausgeglichenen Körper im Sonnensystem und aller bekannten Körper mit einem Durchmesser von mehr als 100  km . Während die meisten Rotations- und Gleichgewichtskörper zu Sphäroiden (oder Rotationsellipsoiden) abgeflacht sind, dreht sich Hauméa so schnell, dass es zu einem dreiachsigen Ellipsoid verformt wird, das einem American Football oder Rugbyball ähnelt . Diese ungewöhnlich schnelle Rotation würde durch den Aufprall am Ursprung seiner Satelliten und seiner Kollisionsfamilie verursacht . Zur Erklärung dieser Rotationsgeschwindigkeit wird auch ein anderer Formationsmechanismus vorgeschlagen: eine Rotationsspaltung. Das Objekt wäre dann für eine noch schnellere Rotationsperiode verlangsamt, was dazu geführt hätte, dass es sich auseinanderbrach und seine Satelliten und seine Familie eher kollidierten als durch einen Aufprall.

Sie war vielleicht nicht der einzige Kuipergürtel- Körper , der sich so schnell drehte. Im Jahr 2002 schlugen Jewitt und Sheppard vor, dass (20.000) Varuna aufgrund seines schnellen Umsatzes eine ähnliche Form haben könnte.

Die Ebene des Äquators von Hauméa ist leicht von den Bahnebenen seines Rings und seines äußersten Mondes Hiʻiaka versetzt . Obwohl Ragozzine und Brown im Jahr 2009 zunächst als koplanar mit der Bahnebene von Hiʻiaka angenommen hatten, legen ihre Modelle der Kollisionsformation der Hauméa-Satelliten systematisch nahe, dass die Äquatorebene des Zwergplaneten leicht von der Bahnebene versetzt ist. Dies wird durch die Beobachtungen einer geträgerten stellaren occultation von Haumea in 2017 , die das Vorhandensein eines Rings zeigt , zusammenfällt in etwa mit der Ebene der Umlaufbahn des Hi'iaka und dem Äquator der Haumea. Eine mathematische Analyse der Bedeckungsdaten von Kondratyev und Kornoukhov im Jahr 2018 ermöglicht es, die relativen Neigungswinkel des Hauméa-Äquators auf die Bahnebenen seines Rings und von Hi ofiaka zu beschränken, die somit um 3,2  ±  1,4  Grad bzw. 2,0 Grad geneigt sind  ±  1,0  Grad in Bezug auf den Hauméa-Äquator. Es werden auch zwei Lösungen für die Neigung der Hauméa- Achse erhalten, die auf die äquatorialen Koordinaten ( α , δ ) = (282,6 °, –13,0 °) oder (282,6 °, –11,8 °) zeigen.

Masse und Abmessungen

Da Hauméa Monde hat, kann die Masse des Systems aus ihren Bahnen mit dem dritten Keplerschen Gesetz berechnet werden . Das Ergebnis sind 4,2 × 10 21  kg , was 28% der Masse des Plutonischen Systems und 6% der des Mondes entspricht , wobei bekannt ist, dass fast 99% dieser Masse aus Hauméa besteht.

Die Größe eines Himmelskörpers kann aus seiner scheinbaren Größe , Entfernung und Albedo abgeleitet werden . Für Erdbeobachter erscheinen Objekte hell, weil sie entweder groß sind oder stark reflektieren. Wenn ihre Reflektivität (Albedo) bestimmt werden kann, kann ihre Größe grob geschätzt werden; Dies ist bei Hauméa der Fall, die groß und hell genug ist, um ihre thermische Emission zu messen. Die Berechnung seiner Abmessungen wird jedoch durch seine schnelle Rotation verwirrt, die Helligkeitsschwankungen aufgrund des Wechsels der Seitenansicht und des Blicks auf die Extremitäten von der Erde aus verursacht.

Es wurden mehrere Berechnungen der Ellipsoidform von Hauméa durchgeführt. Das erste Modell, das ein Jahr nach der Entdeckung von Hauméa hergestellt wurde, wird aus Beobachtungen seiner Lichtkurve im sichtbaren Spektrum berechnet  : seine Gesamtlänge würde 1.960 bis 2.500  km betragen mit einer höheren visuellen Albedo (p v ) bis 0,6. Die wahrscheinlichste Form ist ein dreiachsiges Ellipsoid mit ungefähren Abmessungen von 2000 × 1500 × 1000  km mit einer durchschnittlichen Albedo von 0,71. Beobachtungen des Spitzer - Weltraumteleskops ergeben einen durchschnittlichen Durchmesser von 1150+250
−100
 km und eine Albedo von 0,84+0,1
−0,2
aus der Photometrie bei Infrarotwellenlängen von 70  µm . Nachfolgende Analysen der Lichtkurve legen einen äquivalenten Kreisdurchmesser von 1.450  km nahe . Diese unterschiedlichen Messungen erklären, wie komplex die Messung der tatsächlichen Größe dieses Zwergplaneten ist.

Im Jahr 2010 ergibt eine Analyse der Messungen des Weltraumteleskops Herschel mit den alten Messungen des Spitzer- Teleskops eine neue Schätzung des äquivalenten Durchmessers von Hauméa bei ca. 1.300  km . Im Jahr 2013 misst das Herschel-Weltraumteleskop den äquivalenten Kreisdurchmesser von Hauméa bei etwa 1.240+69
-58
 km .

Beobachtungen der Sternbedeckung inwerfen Zweifel an all diesen Schlussfolgerungen auf. Hauméas gemessene Form scheint, obwohl sie wie zuvor angenommen langgestreckt ist, deutlich größere Dimensionen zu haben. Somit hätte Hauméa ungefähr den Durchmesser von Pluto entlang seiner längsten Achse und ungefähr die Hälfte davon zwischen seinen Polen. Die resultierende Dichte, die aus der beobachteten Form von Hauméa berechnet wurde, beträgt ungefähr 1,8  g / cm 3 und entspricht daher eher den Dichten anderer großer transneptunischer Objekte. Diese resultierende Form könnte mit einem homogenen Körper im hydrostatischen Gleichgewicht unvereinbar sein .

Komposition

Die Rotation und die Amplitude der Hauméa- Lichtkurve erlegen der Komposition starke Beschränkungen auf. Wenn Hauméa im hydrostatischen Gleichgewicht wäre und eine geringe Dichte wie Pluto hätte, mit einem dicken Mantel aus Eis auf einem kleinen felsigen Kern , hätte seine schnelle Rotation ihn stärker verlängert, als es Helligkeitsschwankungen zulassen. Solche Überlegungen begrenzen daher seine Dichte auf den Bereich von 2,6 bis 3,3 g/cm 3 . Im Vergleich dazu beträgt die Dichte eines Gesteinskörpers wie des Mondes 3,3 g / cm 3 , während Pluto, typisch für eisige Kuipergürtel-Objekte, eine Dichte von 1,86 g / cm 3 hat .

Die hohe Dichte von Hauméa umfasst die Dichten von Silikatmineralien wie Olivin und Pyroxen , die viele Gesteinsobjekte im Sonnensystem darstellen. Dies deutet darauf hin, dass der größte Teil von Hauméa felsig ist und mit einer relativ dünnen Eisschicht bedeckt ist. Eine dicke Eisschicht, die eher für Objekte des Kuipergürtels typisch ist, wäre möglicherweise während des Aufpralls zerstört worden, der seine Kollisionsfamilie bildete. Diese besondere Komposition führt Mike Brown dazu, das Objekt mit einem M&M's Dragee zu vergleichen .

Der Kern ist von einem eisigen Mantel umgeben, dessen Mächtigkeit von etwa 70  km an den Polen bis 170  km entlang seiner längsten Achse variiert und bis zu 17% der Masse von Hauméa ausmacht. Die durchschnittliche Dichte von Hauméa wird dann auf 2,018  g / cm 3 mit einer Albedo von 0,66 geschätzt .

Eine Studie aus dem Jahr 2019 versucht, widersprüchliche Messungen der Form und Dichte von Hauméa durch numerische Modellierung von Hauméa als differenzierten Körper zu lösen. Demnach stimmen die Abmessungen von 2.100 × 1.680 × 1.074  km (Längsachse modelliert in 25- km- Abständen  ) am besten mit der beobachteten Form von Hauméa während der Bedeckung 2017 überein, stimmen aber auch mit den ellipsoiden Formen der Oberfläche und des Kerns überein hydrostatisches Gleichgewicht. Diese überarbeitete Lösung für die Hauméa-Form impliziert, dass sie einen Kern von ungefähr 1.626 × 1.446 × 940  km hat , mit einer relativ hohen Dichte von 2,68  g/cm 3 , was auf eine Zusammensetzung überwiegend aus hydratisierten Silikaten wie Kaolinit hinweist .

Darüber hinaus ist die Zusammensetzung einer hypothetischen Hauméa- Atmosphäre unbekannt und Astronomen gehen davon aus, dass sie keine Magnetosphäre besitzt .

Bereich

In 2005 haben die Zwillinge und Keck Teleskope erhaltenen elektromagnetische Spektren von Haumea zeigen starke Eigenschaften von kristallinem Wassereis ähnlich die Oberfläche von Charon , der Mond von Pluto. Dies ist bemerkenswert, da sich kristallines Eis normalerweise bei Temperaturen über 110  K bildet , während die Oberflächentemperatur von Hauméa unter 50  K liegt , eine Temperatur, bei der die Bildung von amorphem Eis erwartet wird.

Darüber hinaus ist die Struktur von kristallinem Eis unter dem ständigen Regen kosmischer Strahlen und energetischer Teilchen der Sonne, die auf transneptunische Objekte treffen, instabil . Die Verzögerung, bis sich kristallines Eis unter diesem Bombardement wieder in amorphes Eis verwandelt, liegt in der Größenordnung von zehn Millionen Jahren, während Hauméa sich seit Milliarden von Jahren in dieser Temperaturzone des Sonnensystems befindet. Strahlungsschäden verdunkeln und röten auch die Oberfläche von transneptunischen Objekten, bei denen übliche Oberflächenmaterialien organisches Eis und Tholin sind . Daher deuten Spektren und der Farbindex darauf hin, dass Hauméa und ihre Mitglieder der Absturzfamilie kürzlich eine Oberflächenerneuerung unterzogen wurden, die frisches Eis hervorbrachte. Es wird jedoch kein plausibler Resurfacing-Mechanismus vorgeschlagen. Andere Erwärmungsmechanismen, die das Vorhandensein dieses Eises ermöglichen, wurden vorgeschlagen, wie die Erwärmung durch Gezeitenwirkung dank der Umlaufbahnen seiner Monde oder der Zerfall radioaktiver Isotope .

Hauméa ist so hell wie Schnee , mit einer Albedo zwischen 0,6 und 0,8, was kristallinem Eis entspricht. Andere große Objekte wie Eris scheinen eine mindestens so hohe Albedo zu haben. Die am besten angepasste Modellierung gemäß den durchgeführten Spektren legt nahe, dass 66% bis 80% der Oberfläche von Hauméa reines kristallines Wassereis zu sein scheint, wobei möglicherweise Blausäure oder Phyllosilikattone zur hohen Albedo beitragen. Anorganisches Cyanid - Salze wie Cyanid Kupfer und Kalium können auch vorhanden sein.

Andere Studien von Spektren im sichtbaren und nahen Infrarot legen jedoch stattdessen eine homogene Oberfläche nahe, die mit einer 1: 1-Mischung aus amorphem und kristallinem Eis bedeckt ist, mit nicht mehr als 8% organischer Substanz. Das Fehlen von Ammoniak Hydrat Regeln aus cryovolcanism und Beobachtungen bestätigt , dass das Kollisionsereignis Ort mehr als 100 Millionen Jahre genommen haben muß, nach dynamischen Studien. Das Fehlen von messbarem Methan in den Spektren von Hauméa steht im Einklang mit einer Auswirkung, die diese flüchtigen Substanzen im Gegensatz zu Makémaké eliminiert hätte .

Neben den großen Schwankungen der Hauméa-Lichtkurve aufgrund ihrer Form, die alle Farben gleichermaßen betrifft, zeigen kleinere unabhängige Farbvariationen, die im sichtbaren Wellenlängenbereich und im nahen Infrarot beobachtet werden, einen Bereich der Oberfläche, der sich sowohl in der Farbe als auch in der Albedo unterscheidet. Genauer gesagt wird ein großer dunkelroter Bereich auf der glänzend weißen Oberfläche von Hauméa beobachtet in. Dies ist wahrscheinlich ein Wirkungsmerkmal, das auf ein Gebiet reich an Mineralien und organischen Verbindungen oder vielleicht auf einen höheren Anteil an kristallinem Eis hinweist.

Orbit

Orbitale Eigenschaften

Hauméa führt eine Umdrehung um die Sonne mit einer Umlaufzeit von 284 Erdjahren und mit einer für große Cubewanos typischen Umlaufbahn (seine Klassifizierung zum Zeitpunkt ihrer Entdeckung) durch: ziemlich exzentrisch , ihr Perihel liegt nahe bei 35 AE und ihre Aphelie erreicht 51 AE . Es geht zuletzt Anfang 1992 in das Aphel über und wird in den 2020er Jahren mehr als 50 AE von der Sonne entfernt gefunden, mit einem Perihel, das für 2133 erwartet wird.

Die Umlaufbahn von Hauméa weist eine etwas größere Exzentrizität auf als die anderer Mitglieder seiner Kollisionsfamilie . Es wird angenommen, dass dies auf Hauméas schwache 7:12-Orbitalresonanz zurückzuführen ist, bei der Neptun seine ursprüngliche Umlaufbahn über eine Milliarde Jahre durch den Kozai-Mechanismus allmählich ändert , ein Kompromiss zwischen einer Neigung einer Umlaufbahn und einer Erhöhung seiner Exzentrizität. Seine Bahnneigung bleibt mit mehr als 28° von der Ekliptik signifikant .

Intermittierende Resonanz mit Neptun

Rotierende Animation, die Hauméas Umlaufbahn ähnlich einer Rosette zeigt, wenn sie auf Neptun zentriert ist.
Hauméa-Umlaufbahn in einem rotierenden Rahmen mit stationärem Neptun (blauer Punkt). Wir beobachten die Libration der Umlaufbahn um die 12:7-Resonanz. Diese wechselt von Rot zu Grün, wenn die Ekliptik überquert wird. Die Umlaufbahnen von Uranus, Saturn und Jupiter sind jeweils grün, gelb und pink dargestellt.

Haumea befindet sich in einer niedrigen Orbitalresonanz intermittierend 7:12 Neptun: alle zwölf Umläufe von Neptun um die Sonne, Haumea machte sieben Son. Der aufsteigende Knoten führt eine Präzession mit einer Periode von etwa 4,6 Millionen Jahren durch. Die Resonanz wird zweimal pro Präzessionszyklus oder alle 2,3 Millionen Jahre unterbrochen, nur um hunderttausend Jahre später zurückzukehren. Daher unterscheidet sich die Benennung dieser speziellen Resonanz unter den Astronomen, aber sie kann nicht als stabil angesehen werden. Marc William Buie beispielsweise qualifiziert Hauméa nicht als mitschwingend.

Sichtweite

Mit einer scheinbaren Helligkeit von 17,3 im Jahr 2021 ist Hauméa nach Pluto und Makemake das dritthellste Objekt im Kuipergürtel. Es ist leicht erkennbar mit einem großen Amateur - Teleskop .

Trotz seiner relativen Sichtbarkeit, kam seine Entdeckung spät als die ersten Erhebungen von weit entfernten Objekten zunächst auf Regionen in der Nähe der fokussierten Ekliptik , eine Folge der Tatsache , dass die Planeten und die meisten kleinen Körpern im Sonnensystem teilen sich eine gemeinsame Bahnebene aufgrund der Bildung des Sonnensystem in der protoplanetaren Scheibe . Da er sich zum Zeitpunkt seiner Entdeckung in der Nähe des Aphelions befand, hatte er daher eine geringere Umlaufgeschwindigkeit, was es schwieriger machte, ihn von einem Stern zu unterscheiden.

Prozession

Satelliten

Hauméa hat mindestens zwei natürliche Satelliten  : Hiʻiaka und Namaka . Darin Ragozzine und Michael E. Brown entdeckten sie beide 2005 durch Beobachtungen des WM Keck Observatory . Ihr Spektrum sowie ihre Absorptionslinien, die denen von Hauméa ähnlich sind, lassen darauf schließen, dass ein Einfangszenario für die Entstehung des Systems unwahrscheinlich ist und sich die Monde wahrscheinlich aus Bruchstücken gebildet haben, die von Hauméa selbst als Folge eines Einschlags stammen. Ein anderer vorgeschlagener Formationsmechanismus, die Rotationsspaltung, deutet eher darauf hin, dass Hauméa sich aufgrund einer zu schnellen Rotation geteilt hätte, um die Satelliten zu bilden.

Zwei weiße und graue Punkte werden um einen weiteren größeren weißen Punkt gedreht.
Hauméa und seine Monde, aufgenommen von Hubble im Jahr 2008. Hiʻiaka ist der hellste und äußerste Mond , während Namaka der dunklere innere Mond ist.

Hiʻiaka, offiziell Hauméa I Hiʻiaka, vorläufig S / 2005 (136108) 1 und zuerst Rudolph (auf Englisch Rudolph  ; nach einem von Santas Rentieren ) vom Caltech-Team genannt, wird auf . entdeckt. Es ist der äußerste und hellere Mond der beiden. Es hat einen Durchmesser von etwa 310  km und umkreist Hauméa alle 49 Tage fast kreisförmig mit einer großen Halbachse von etwa 49.500  km . Nur die Gesamtmasse des Systems ist bekannt, aber angenommen, dass der Satellit die gleiche Dichte und Albedo wie Hauméa hat, würde seine Masse 1% von letzterem erreichen. Starke Absorptionseigenschaften bei 1,5 und 2 Mikrometer im Infrarotspektrum deuten darauf hin, dass fast reines kristallines Wassereis einen Großteil der Oberfläche bedeckt, was für ein Kuipergürtel-Objekt selten ist.

Namaka, offiziell Hauméa II Namaka, vorläufig S / 2005 (136108) 2 und zuerst clair (auf Englisch Blitzen  ; nach einem anderen Rentier des Weihnachtsmanns) genannt, wird auf . entdeckt. Es ist ein Zehntel der Masse von Hiʻiaka und hat einen Durchmesser von 170  km . Er umkreist Hauméa in 18 Tagen in einer stark elliptischen Umlaufbahn, die um 13 ° zum anderen Mond geneigt ist, wodurch seine Umlaufbahn unterbrochen wird . Die relativ große Exzentrizität sowie die gegenseitige Neigung der Satellitenbahnen ist unerwartet, da sie durch die Gezeitenbeschleunigung gedämpft werden sollten . Ein relativ neuer Durchgang durch eine 3:1-Resonanz mit Hiʻiaka könnte die aktuellen Umlaufbahnen der Monde von Hauméa erklären.

In den Jahren 2009 und 2010 erscheinen die Umlaufbahnen der Monde in Bezug auf die Erde fast genau ausgerichtet, wobei Namaka regelmäßig Hauméa verdeckt. Die Beobachtung solcher Transite liefert genaue Informationen über die Größe und Form von Hauméa und seinen Monden, wie dies beim plutonischen System der Fall ist .

Ring

Das , Hauméa verbirgt den Stern URAT1 533–182543. Beobachtungen dieses Ereignisses durch ein internationales Team unter der Leitung von José Luis Ortiz Moreno vom Instituto de Astrofísica de Andalucía in einem in Nature veröffentlichten Artikel ermöglichen es uns, die Anwesenheit eines dünnen und dunklen Planetenrings um den Zwergplaneten abzuleiten . Dies ist die erste und einzige Entdeckung eines Rings um einen Zwergplaneten. Es ist auch der einzige Ring, der nie mit Sicherheit um ein transneptunisches Objekt herum entdeckt wurde.

Der Ring ist fast 70 Kilometer breit, hat eine geometrische Albedo von 0,5 und befindet sich 2.287 Kilometer vom Zentrum von Hauméa oder etwas mehr als 1.000 Kilometer von seiner Oberfläche entfernt. Es ist daher näher an den Ringen von (10199) Chariclo oder an den potentiellen Ringen von (2060) Chiron als an den Ringen der Riesenplaneten, die proportional weniger vom Zentralkörper entfernt sind. Der Ring würde 5% zur Gesamtleuchtkraft des Zwergplaneten beitragen. In der Studie von 2017 wird gezeigt, dass die Ebene des Rings koplanar mit der Äquatorebene von Hauméa und mit der Umlaufebene seines größten äußeren Mondes Hiʻiaka zusammenfällt . Im folgenden Jahr kommen andere Simulationen, die dank der Bedeckung durchgeführt wurden, zu dem Ergebnis, dass der Ring gegenüber der Äquatorialebene des Zwergplaneten um 3,2  ±  1,4  Grad geneigt ist .

Der Ring liegt nahe der 3:1- Spin-Bahn-Resonanz mit der Hauméa-Rotation (was einem Radius von 2.285 ± 8  km vom Zentrum von Hauméa entspricht). So macht Hauméa drei Umdrehungen, wenn der Ring eine Umdrehung macht. In einer Studie über die Ringpartikeldynamik im Jahr 2019 veröffentlicht wird , zeigen Othon Cabo Winter - und Kollegen , dass die 3: 1 - Resonanz mit der Haumea Rotation dynamisch instabil ist, aber dass es ein stabiler Bereich in Raum Phasen. Im Einklang mit der aktuellen Position des Rings . Dies deutet darauf hin, dass die Teilchen im Ring von periodischen Kreisbahnen in der Nähe der Resonanz stammen, aber nicht genau dieser entsprechen. Darüber hinaus ist nach Simulationen die Existenz von Ringen um nicht-axialsymmetrische Objekte wie Hauméa nur dann zulässig, wenn ihr 1: 2- Resonanzradius kleiner als ihre Roche-Grenze ist , was erklärt, warum es das einzige transneptunische Objekt ist, das mit einem solchen System ausgestattet ist, danke zu seiner schnellen Drehung.

Kollisionsfamilie

Hauméa ist das größte Mitglied seiner Kollisionsfamilie , der Hauméa-Familie . Dies ist eine Gruppe astronomischer Objekte mit ähnlichen physikalischen und orbitalen Eigenschaften, die sich gebildet hätten, wenn ein größerer Körper, der einer Proto-Hauméa entspricht, durch einen Aufprall zerschmettert wurde. Diese Familie ist die erste, die unter den transneptunischen Objekten identifiziert wurde und umfasst neben Hauméa und seinen Monden insbesondere (55636) 2002 TX 300 (≈332  km ), (120178) 2003 OP 32 (≈276  km ), ( 145453) 2005 RR 43 (≈252  km ), (386723) 2009 YE 7 (≈252  km ), (24835) 1995 SM 55 (≈191  km ), (308193) 2005 CB 79 (≈182  km ), (19308) 1996 BIS 66 (≈174  km ). Es ist die einzige bekannte Kollisionsfamilie unter transneptunischen Objekten.

Michael Brown und seine Kollegen vermuten, dass die Familie ein direktes Produkt des Einschlags ist, der Hauméas Eisschild entfernte, aber andere Astronomen schlagen einen anderen Ursprung vor: Das bei der ersten Kollision ausgestoßene Material wäre stattdessen zu einem großen Hauméa-Mond verschmolzen, der dann zerbrach eine zweite Kollision, bei der die Scherben nach außen gestreut wurden. Dieses zweite Szenario scheint eine Geschwindigkeitsstreuung für die Fragmente zu erzeugen, die der empirisch gemessenen Geschwindigkeitsstreuung näher entspricht.

Die Anwesenheit der kollidierenden Familie könnte darauf hindeuten, dass Hauméa und ihr „Nachkomme“ von der Streuobjektscheibe stammten . Tatsächlich liegt im jetzt dünn besiedelten Kuipergürtel die Wahrscheinlichkeit einer solchen Kollision während eines Zeitraums, der dem Alter des Sonnensystems entspricht, bei weniger als 0,1%. Die Familie konnte sich im ursprünglichen Kuiper-Gürtel nicht dichter gebildet haben, da eine solche zusammenhängende Gruppe durch die planetarische Wanderung von Neptun im Gürtel, der angeblichen Ursache für die geringe Stromdichte, gestört wurde . Daher ist es wahrscheinlich, dass der Bereich der dynamischen Streuscheibe, in dem die Wahrscheinlichkeit einer solchen Kollision viel höher ist, der Ursprungsort des Objekts ist, das Hauméa und ihre Familie hervorgebracht hat. Weil es mindestens eine Milliarde Jahre gedauert hätte, bis sich die Gruppe so weit ausgebreitet hatte, ereignete sich die Kollision, aus der die Familie Hauméa hervorging, früh in der Geschichte des Systems .

Erkundung

Hauméa wurde noch nie von einer Raumsonde überflogen, aber in den 2010er Jahren werden nach dem erfolgreichen Vorbeiflug von Pluto durch New Horizons mehrere Studien durchgeführt, um die Machbarkeit weiterer Folgemissionen zur Erforschung des Kuipergürtels zu bewerten .

Joel Ponce und seine Kollegen schätzen, dass eine Vorbeiflug-Mission von Hauméa mit Gravitationsunterstützung von Jupiter 14,25 Jahre dauern könnte , basierend auf einem Startdatum in date. Hauméa wäre 48,18 AE von der Sonne entfernt, als die Sonde eintraf. Eine Flugzeit von 16,45 Jahren konnte auch mit Startterminen in . erreicht werden, und .

Es liegen Vorarbeiten zur Entwicklung einer Sonde zur Erforschung des Humeen-Systems vor, wobei die Masse der Sonde, die Energiequelle und die Antriebssysteme technologische Schlüsselfelder für diese Art von Mission sind.

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Literaturverzeichnis

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