Dankzij wetenschappers van de Dark Energy Survey (DES), het zonnestelsel heeft net een ander lid gekregen.

DES-wetenschappers rapporteerden onlangs de ontdekking van een potentiële dwergplaneet die zich 92 keer verder van de zon bevindt dan de aarde, meer dan twee keer zo ver als Pluto. De nieuwe dwergplaneet werd ontdekt met behulp van de Dark Energy Camera, een wetenschappelijk instrument gebouwd in Fermilab om het mysterie van donkere energie te onderzoeken. Maar zoals wetenschappers over de DES-samenwerking kunnen bevestigen, DECam blijkt een krachtig hulpmiddel te zijn voor zowel astronomie als kosmologie.

Het nieuw ontdekte object, die het team DeeDee heeft genoemd (voor "verre dwerg"), is voorlopig bekend als 2014 UZ224. DeeDee neemt meer dan 1, 100 jaar om één baan rond onze zon te voltooien en is momenteel het op een na meest verre bekende object in het zonnestelsel. Licht van DeeDee doet er 12 en een half uur over om ons te bereiken.

DeeDee is een van de vele kleine ijzige werelden die achter de meest verre planeet in het zonnestelsel liggen, Neptunus. Zulke hemellichamen worden trans-Neptuniaanse objecten genoemd, of TNO's, de meest bekende daarvan is de dwergplaneet Pluto. TNO's zijn "kosmische overblijfselen" van de vorming van 4 miljard jaar geleden van de reuzenplaneten, zoals Jupiter en Neptunus, en wetenschappers bestuderen ze om meer te weten te komen over de geschiedenis van ons zonnestelsel.

David Gerdes en zijn studenten aan de Universiteit van Michigan zagen DeeDee voor het eerst als een bewegende lichtvlek die verscheen in slechts 14 van de tienduizenden foto's gemaakt door de Dark Energy Survey.

De DES-samenwerking gebruikt de ultramoderne Dark Energy Camera op een telescoop in Chili om verre sterrenstelsels in kaart te brengen, om supernova's te vinden en om patronen in de kosmische structuur te zoeken. DES begon in 2013 met het observeren van de lucht met als doel licht te laten schijnen op donkere energie, de mysterieuze substantie die de uitdijing van het heelal versnelt, en samenwerkingswetenschappers houden zich primair bezig met die taak. Trans-Neptuniaanse objecten maken geen deel uit van de belangrijkste wetenschappelijke interesses van DES, omdat ze ons niets vertellen over de uitdijing van het universum.

De DES-supernova-zoektocht, die elke week foto's maakt van hetzelfde deel van de lucht, leidde tot een briljant idee in Gerdes:in plaats van te zoeken naar vlekken die in de loop van de tijd van helderheid veranderen, zijn studenten gingen op zoek naar plekken waarvan de positie in de loop van de tijd verandert. Hoewel DES naar verre sterrenstelsels kijkt, de achtertuin die ons eigen zonnestelsel is, maakt deel uit van elke foto die de telescoop maakt. Een dwergplaneet kon worden vastgelegd in de DES-gegevens - je moest er alleen op de juiste manier naar zoeken.

"Ik wilde een op zichzelf staand project voor mijn zomerstudenten dat leuk en haalbaar zou zijn in 10 weken, "Zei Gerdes. "De meeste onderwerpen die DES-gegevens gebruiken, zijn onderdelen van lange en complexe analyses die in zo'n kort tijdsbestek niet beheersbaar zijn."

Gerdes en zijn medewerkers Masao Sako en Gary Bernstein van de Universiteit van Pennsylvania gebruikten een techniek die was ontwikkeld voor het zoeken naar DES-supernova's en pasten deze aan om langzaam bewegende objecten te vinden.

"Tot nu toe hebben we meer dan 50 nieuwe TNO's ontdekt in onze data, "Zei Gerdes. "DeeDee is de grootste en meest afgelegen."

Voor DeeDee om een ​​dwergplaneet te zijn, het moet aan vier criteria voldoen:ten eerste, het moet om de zon draaien. Tweede, het kan niet de satelliet van een planeet zijn, zoals onze maan. Derde, het kan geen andere objecten langs zijn baan hebben aangetrokken om zijn satellieten te worden, noch kan het hun banen uit de weg hebben geduwd. Dit is het grote verschil tussen een dwergplaneet en een volwaardige planeet. Omdat de baan van Pluto verbonden is met die van Neptunus, door dit criterium werd Pluto gedegradeerd tot de status van dwergplaneet.

Tenslotte, het moet voldoende massa hebben zodat zijn eigen zwaartekracht het tot een bolvorm comprimeert. DeeDee controleert eenvoudig de eerste drie kwalificaties, maar zijn vorm is nog niet bevestigd.

Het team speculeert dat DeeDee rond is omdat hij een diameter heeft van ongeveer 350 mijl, wat betekent dat het waarschijnlijk genoeg massa heeft, en dus genoeg zwaartekracht, bolvormig zijn. Gerdes en zijn team analyseren momenteel aanvullende gegevens van een radiotelescoop om de grootte te bepalen.

Tot dusver zijn DeeDee's kansen om lid te worden van de elitegroep van dwergplaneten goed. Het zou zelfs zijn eigen mythologische naam kunnen krijgen, zoals de dwergplaneten Eris en Haumea, genoemd naar de oude Griekse godin van onenigheid en strijd en de Hawaiiaanse godin van bevalling en vruchtbaarheid, respectievelijk.

Op zoek naar meer

DES gebruikt de Dark Energy Camera om zijn ontzagwekkende foto's van de kosmos te maken. De camera is gemonteerd op de Victor M. Blanco 4-metertelescoop van het Cerro Tololo Inter-American Observatory in het Chileense Andesgebergte. Fermilab, met de steun van DOE's Office of Science, leidde de constructie en speelt een belangrijke rol in de DES-gegevensanalyse, met een focus op het verlichten van het donkere universum.

"De DES-dataset is een zeer rijke astronomische dataset, en een cruciale stap in de richting van zijn ontdekkingen is de kalibratie van de gegevens, zei Willem Wester, Fermilab-wetenschapper betrokken bij DES-analyse. "De kalibratie helpt bij het bepalen van de helderheid van een object. In het geval van DeeDee, dit verwijst naar de grootte."

Niet elke heldere stip is eigenlijk een ster of een melkwegstelsel, of zelfs een TNO. Het kan ook een artefact zijn of een reflectie van licht dat door de camera is gecreëerd.

"Je moet weten wat je zoekt, dan kunt u uw vraag correct formuleren voor de beschikbare gegevens en uit de veelheid een verstandig en beheersbaar aantal kandidaten trekken, " zei Jim Annis, Fermilab senior wetenschapper.

Het aantal mogelijke objecten in de DES-dataset nadert gemakkelijk een miljard, dus grondige en betrouwbare gegevenssortering is van cruciaal belang om veelbelovende kandidaten te vinden. Wester en Annis zijn goed geoefend in soortgelijke oefeningen, betrokken geweest bij veel verschillende zoekopdrachten in de DES-samenwerking.

DeeDee's ontdekking is meer dan alleen dat - het is een nieuwe stap op weg naar een grotere mogelijke ontdekking:planeet 9. Planeet 9 is een hypothetische negende planeet aan de rand van ons zonnestelsel met 10 keer de massa van de aarde. Anders onverklaarbare patronen in de banen van de TNO's met de grootste baan wijzen op het bestaan ​​ervan. Dit opent de mogelijkheid dat Planet 9 zelf kan worden vastgelegd in de DES-gegevens, zoals in het geval van DeeDee.

De wetenschappers van de DES-samenwerking, zowel bij Fermilab als bij de andere 24 partnerinstellingen, doorgaan met het ontginnen van de drie jaar aan gegevens die ze al hebben verzameld en zullen meer gegevens verzamelen door de conclusie in 2018. DeeDee is slechts een van de vele ontdekkingen die nog moeten komen.