Eris (Zwergplanet)

(136199) Eris (Zwergplanet)
Eris und ihr Mond Dysnomia, fotografiert am 30. August 2006 vom Hubble-Weltraumteleskop
Eigenschaften des Orbits (Simulation)
Große Halbachse	67,695 AE (10.127 · 106 km)
Perihel – Aphel	37,845 – 97,545 AE
Exzentrizität	0,441
Neigung der Bahnebene	44,179°
Siderische Umlaufzeit	556,97 a
Mittlere Orbitalgeschwindigkeit	3,620 km/s
Physikalische Eigenschaften [1]
Äquator – Poldurchmesser*	2400 ± 100 – 2400 ± 100 km
Masse	(1,66 ± 0,02) ∙ 1022 kg
Mittlere Dichte	2,3 ± 0,03 g/cm3
Geometrische Albedo	0,85 ± 0,07
Max. scheinbare Helligkeit	18,8[2]m
*bezogen auf das Nullniveau des Zwergplaneten
Sonstiges
Monde	1
Entdecker	M. Brown, C. Trujillo, D. Rabinowitz
Datum der Entdeckung	21. Oktober 2003, bestätigt 2005

(136199) Eris ist der größte bekannte Zwergplanet unseres Sonnensystems. Eris zählt zu den Plutoiden, einer Unterklasse von Zwergplaneten, die jenseits der Neptunbahn die Sonne umrunden.

Der Zwergplanet ist nach Eris benannt, der griechischen Göttin der Zwietracht und des Streits. Nach seiner Entdeckung am 29. Juli 2005 bezeichneten die NASA und viele Medien dieses Objekt des Kuipergürtels mit einem gegenüber Pluto rund hundert Kilometer größeren Durchmesser als „zehnten Planeten“. Die Internationale Astronomische Union (IAU) erkannte dies in einem Entscheid am 24. August 2006 aber nicht an. Stattdessen klassifizierte sie Eris, genauso wie auch Pluto, durch diese Neuregelung als Zwergplaneten; das Objekt erhielt im September 2006 als Kleinplanet die Nummer 136199. Eris bewegt sich auf einer stark exzentrischen und gegenüber der Ekliptik geneigten Bahn um die Sonne, von der sie momentan ca. 97 AE (14,6 Milliarden Kilometer) entfernt ist. Man rechnet sie wegen ihrer großen Exzentrizität zu den sogenannten „gestreuten“ Kuipergürtel-Objekten. Eine andere Bezeichnung lautet Scattered disk object (SDO).

Entdeckung

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

Eris wurde von Mike Brown (CalTech), Chad Trujillo (Gemini-Observatorium) und David Rabinowitz (Yale-Universität) entdeckt. Denselben Astronomen gelang zuvor schon die Entdeckung der großen Transneptune Quaoar, Sedna und Orcus. Eris wurde auf CCD-Aufnahmen des 1,2-Meter-Schmidt-Teleskops am Mount-Palomar-Observatorium vom 21. Oktober 2003 gefunden. Weil sie sich langsam bewegt, wurde sie bei der ersten Verarbeitung der Bilder übersehen. Erst bei einer neuen Auswertung der Aufnahmen fand man das Objekt am 5. Januar 2005 im Kuipergürtel. Danach identifizierten die drei es auch auf älteren Aufnahmen bis zurück zum 3. September 1954; die Bahndaten sind damit heute sehr sicher bestimmt.

Anfangs wollten sie erst nach weiteren Beobachtungen ihren Fund veröffentlichen. Nachdem aber bekannt wurde, dass jeder über eine öffentliche Internetseite die Ausrichtung eines der Teleskope abfragen konnte, mit denen ihre Entdecker Eris beobachtet hatten, gingen die Forscher am 29. Juli 2005 vorzeitig an die Öffentlichkeit. Nur 19 Stunden zuvor hatten spanische Astronomen ihre Entdeckung von Haumea bekannt gemacht; die Gruppe um Brown hatte dasselbe Objekt unabhängig von ihnen im Jahr 2004 gefunden, aber bis dahin nichts darüber veröffentlicht. Am selben Tag teilte Browns Gruppe dann auch die Entdeckung von Makemake mit; damit erfuhr die Öffentlichkeit an einem einzigen Tag, dass drei neue große Objekte im Kuipergürtel entdeckt worden waren.

Namensgebung

Nach seiner Entdeckung wurde von der IAU für Eris die provisorische Bezeichnung 2003 UB₃₁₃ vergeben. Sie folgt den üblichen Regeln zur Benennung von Asteroiden und drückt nur kodiert aus, dass Eris in der zweiten Oktoberhälfte (U) des Jahres 2003 entdeckt wurde, und zwar nach der Reihenfolge als 7827. gefundenes Objekt (B₃₁₃). Die Arbeitsgruppe der Entdecker nannte Eris zunächst intern und inoffiziell „Xena“ und ihren Mond „Gabrielle“, nach zwei Rollennamen aus der Fernsehserie Xena. Dies drängte sich auf, weil in der Serie viele Themenbereiche der griechischen und römischen Mythologie behandelt werden und viele andere Objekte des Sonnensystems ebenfalls mythologische Namen tragen. Gabrielle ist in der Serie zudem Xenas Begleiterin, so wie der Mond Trabant des Kleinplaneten ist.

Im September 2006 erhielt 2003 UB₃₁₃ dann die Kleinplanetennummer 136199^[3]. Dem folgte die Vergabe des dauerhaften Namens. Seit dem 13. September 2006 trägt 2003 UB₃₁₃ nun den Namen Eris, ihr Mond den Namen Dysnomia^[4].

In der griechischen Mythologie ist Eris die Göttin der Zwietracht und des Streits, deren Intrige den Trojanischen Krieg auslöst. Ihre Tochter, die Dämonin der Gesetzlosigkeit, heißt Dysnomia. Beide Namen geben einen Hinweis auf die erbitterte Kontroverse, die nach ihrer Entdeckung schließlich zur Neudefinition des Begriffs „Planet“ und der Aberkennung des Planetenstatus von Pluto führte. Ein weiterer Bezug besteht zur ursprünglich gewählten Arbeitsbezeichnung „Xena“. Die Filmfigur Xena wurde von der Schauspielerin Lucy Lawless verkörpert. Lawlessness ist der englische Begriff für Gesetzlosigkeit, worauf die Vergabe des Namens Dysnomia anspielt^[5].

Der zehnte Planet?

Künstlerische Impression von Eris.

Die Medien bezeichneten Eris, wie auch bereits Quaoar und Sedna, als zehnten Planeten (siehe auch Transpluto). Die Entdecker und die NASA hielten es genauso. Eine solche Einordnung erschien aus Sicht der Experten als plausibel, denn einmal ist Eris sogar größer als Pluto, und bereits für ihn setzte man Schranken für die Exzentrizität wie auch die Bedingung, dass ein Planet eine größere Masse als alle anderen Objekte in seinem Orbit zusammen haben müsse. Doch neigten viele Astronomen schon seit Ende der 1990er dazu, Pluto selbst nicht mehr zu den Planeten zu zählen; sie bezeichneten ihn stattdessen als das bis dahin größte transneptunische Objekt. Die Entdeckung von Eris entfachte von neuem die Debatte, nach welchen Merkmalen Himmelskörper als Planeten zählen sollen.

Die 26. Generalversammlung der Internationalen Astronomischen Union im August 2006 in Prag verabschiedete dann eine neue offizielle Definition für Planeten und Zwergplaneten. Demnach gelten Eris, Pluto und Ceres nun als Zwergplaneten. Der Status von Sedna und Quaoar ist noch ungeklärt. Gleichzeitig definierte man eine Unterklasse für transneptunische Zwergplaneten, die anfangs Plutonen genannt werden sollten. Diese Bezeichnung wurde noch zugunsten der neuen Bezeichnung Plutoiden verworfen, zu denen man neben Eris nun auch den Namensgeber Pluto rechnet.

Größe

Vergleich der größten transneptunischen Objekte. Um zum entsprechenden Ar- tikel zu kommen auf das Objekt klicken.

Um die Größe eines Objekts aus der scheinbaren Helligkeit zu bestimmen, die bei Eris etwa 18,7^m beträgt, müssen sowohl seine Entfernung als auch seine Albedo bekannt sein. Dann lässt sich seine Größe berechnen; eine geringere Albedo führt bei gleicher scheinbarer Helligkeit zu einem größeren Wert des Durchmessers.

Selbst bei einer höchstmöglichen Albedo von 1, also wenn sie sämtliches Licht reflektieren würde, wäre Eris nach Browns Berechnungen noch mindestens genauso groß wie Pluto. Da sie vom Spitzer-Weltraumteleskop nicht gefunden wurde, hieß es in ersten Meldungen, ihr Durchmesser müsse unter 3200 Kilometer liegen. Inzwischen stellte sich heraus, dass das Teleskop durch einen Bedienungsfehler nicht auf das Objekt ausgerichtet war. Nach Angaben von Mike Brown führte man die für Ende August 2005 angekündigten neuen Beobachtungen mit dem Spitzer-Weltraumteleskop durch. Die Messdaten werden derzeit noch 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 del Veleta in Südspanien maßen sie die Wärmestrahlung von Eris. In Kombination mit optischen Beobachtungen wurde die Albedo auf 0,60 ± 0,11 und daraus der Durchmesser auf 3000 ± 320 Kilometer eingegrenzt.

Das Entdeckerteam erhielt auch Beobachtungszeit auf dem Hubble-Weltraumteleskop. Obwohl das Gerät bei einem Winkeldurchmesser eines Objektes von nur 0,035 Bogensekunden bereits an die Grenzen seiner Leistungsfähigkeit stößt, gelang es dem Team von Brown mit speziellen Bildverarbeitungstechniken (Dekonvolution) in derzeit genauester Messung die Größe von Eris auf 2400 ± 100 Kilometer zu bestimmen. Demzufolge ist Eris kleiner, als vorhergehende Messungen es vermuten ließen, aber gleichwohl noch etwas größer als Pluto. Hier wurde die Albedo von Eris zu 0,85 ± 0,07 bestimmt.^[6]

Mond Dysnomia

Eris besitzt einen Mond namens Dysnomia, der am 10. September 2005 vom selben Team entdeckt wurde wie Eris. Da der Mond etwa den 500. Teil der Leuchtkraft von Eris besitzt, dürfte der Durchmesser etwa bei 100 Kilometer liegen. Falls die Albedo von Dysnomia wesentlich kleiner wäre als die von Eris, könnte der Durchmesser auch bis zu 250 Kilometer erreichen. Dysnomia benötigt für einen Umlauf um den Zwergplaneten knapp 16 Tage, ihr Abstand zu ihm beträgt etwa 37.000 Kilometer.^[7]

Umlaufbahn von Eris, senkrecht zur Neptunbahn betrachtet.

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.

Auffällig ist, dass die Bahn von Eris um 44° gegenüber der Ekliptik geneigt ist, was für einen Körper dieser Größe recht ungewöhnlich ist und wahrscheinlich auch die Entdeckung hinauszögerte. Die meisten Suchprogramme für Kuiper Belt Objects (KBOs) oder andere Asteroiden beschränken sich auf Positionen in der ungefähren Umgebung der Ekliptik, da dort der Großteil der Materie des Sonnensystems konzentriert ist. 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 aus ungefähr 70 Prozent Gestein und 30 Prozent gefrorenem Wasser. Solange aber weder Masse noch Durchmesser genauer bekannt sind, müssen 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. Sie würde somit der des Pluto ähneln; die aufgrund der geringen Größe zu vermutende hohe Albedo stützt dies ebenfalls. 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. Weiterhin konnte an der Oberfläche gefrorener Stickstoff nachgewiesen werden, wobei sich dessen Konzentration nach Untersuchungen mit dem „Multiple Mirror Telescope“ auf dem Mount Hopkins in Arizona zwischen 2005 und 2007 signifikant veränderte^[8].

Eris ist groß genug, um ähnlich wie Pluto eine sehr dünne Atmosphäre aus Stickstoff, Methan oder Kohlenmonoxid zu halten. Diese würde periodisch mit steigendem Sonnenabstand und damit dem Absinken der Oberflächentemperatur auf der Oberfläche resublimieren, beim erneuten Ansteigen der Temperatur dann wieder sublimieren und erneut eine Atmosphäre bilden. Da Eris sich derzeit sehr nahe an ihrem Aphel aufhält, kann momentan keine Atmosphäre vorhanden sein.

Man schätzt die Oberflächentemperatur von Eris auf 30 K (etwa −242 °C). Sie ist damit nochmals deutlich niedriger als die des Pluto. Ursache ist vor allem die größere Entfernung zur Sonne; aufgrund ihrer (im Vergleich zu geologisch aktiven Planeten wie der Erde) geringen Größe und ihrer Entstehung am äußeren Rand des Sonnensystems kann sie keine nennenswerten inneren Energiequellen besitzen. Auch die Gezeitenwärme des Mondes könnte die Temperatur geringfügig beeinflussen, sollte der Mond Dysnomia eine dafür ausreichende Masse besitzen.

Einzelnachweise

1. ↑ 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. ↑ Bahninfos (PDF)
3. ↑ Discovery Circumstances: Numbered Minor Planets (135001)–(136563)
4. ↑ Central Bureau for Astronomical Telegrams Circular No. 8747
5. ↑ planet.ch Bye bye Xena - Hallo Eris!
6. ↑ Direct Measurement of the size of 2003 UB313 from the Hubble Space Telescope (pdf)
7. ↑ The moon of the 10th planet, Mike Brown, California Institute of Technology
8. ↑ wissenschaft-aktuell: Rätselhafte Vorgänge auf Eris

Literatur

• Frank Bertoldi et al.: „The trans-neptunian object UB₃₁₃ is larger than Pluto“, in: Nature 439 (7076), 2005, S. 563–564. doi:10.1038/nature04494
• M. E. Brown, C. A. Trujillo, D. L. Rabinowitz: „Discovery of a planetary-sized object in the scattered Kuiper belt“, in: The Astrophysical Journal 635, 2005, L97–L100. Weblink
• R. Vaas: „Der zehnte Planet“, in: Naturwissenschaftliche Rundschau 1/2006, S. 5–13.

Weblinks

Pressemitteilungen

• NASA-Funded Scientists Discover Tenth Planet (29. July 2005) (englisch)
• 2003 UB₃₁₃ ist größer als Pluto (Presseerklärung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie, PDF, 233 kB)

Medienberichte

• Der zehnte Planet – oder auch nicht – Wie definiert man einen Planeten? Neuer Himmelskörper bringt frischen Schwung in alte Debatte
• Meldung von n-tv
• Astronomers Discover „10th Planet“ (englisch)
• Object Bigger than Pluto Discovered, Called 10th Planet (englisch)
• Zehnter Planet „Xena“ hat einen Mond mit dem Spitznamen „Gabrielle“
• Meldung des ORF

Weitere Informationen

• Mike Browns Website über 2003 UB₃₁₃ (englisch)
• Samuel Oschin Telescope Surveys at Palomar Observatory (englisch)

Das Sonnensystem

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