Met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), astronomen hebben buitengewone details onthuld over een recentelijk ontdekt verafgelegen lid van ons zonnestelsel, het planetaire lichaam 2014 UZ224, meer informeel bekend als DeeDee.

Op ongeveer drie keer de huidige afstand van Pluto tot de zon, DeeDee is het op één na meest verre bekende trans-Neptuniaanse object (TNO) met een bevestigde baan, alleen overtroffen door de dwergplaneet Eris. Astronomen schatten dat er tienduizenden van deze ijzige lichamen in het buitenste zonnestelsel zijn buiten de baan van Neptunus.

De nieuwe ALMA-gegevens onthullen, Voor de eerste keer, dat DeeDee ongeveer 635 kilometer breed is, of ongeveer tweederde van de diameter van de dwergplaneet Ceres, het grootste lid van onze asteroïdengordel. Op deze maat, DeeDee moet voldoende massa hebben om bolvormig te zijn, de criteria die astronomen nodig hebben om het als een dwergplaneet te beschouwen, hoewel het die officiële aanduiding nog moet ontvangen.

"Ver voorbij Pluto is een gebied dat verrassend rijk is aan planetaire lichamen. Sommige zijn vrij klein, maar andere hebben afmetingen die wedijveren met Pluto, en kan mogelijk veel groter zijn, " zei David Gerdes, een wetenschapper aan de Universiteit van Michigan en hoofdauteur van een artikel dat verschijnt in de Astrofysische journaalbrieven . "Omdat deze objecten zo ver en vaag zijn, het is ongelooflijk moeilijk om ze zelfs te detecteren, laat staan ​​ze in detail bestuderen. ALMA, echter, heeft unieke mogelijkheden die ons in staat hebben gesteld om spannende details over deze verre werelden te leren."

Momenteel, DeeDee is ongeveer 92 astronomische eenheden (AU) van de zon verwijderd. Een astronomische eenheid is de gemiddelde afstand van de aarde tot de zon, of ongeveer 150 miljoen kilometer. Op deze enorme afstand het kost DeeDee meer dan 1, 100 jaar om één baan te voltooien. Licht van DeeDee doet er bijna 13 uur over om de aarde te bereiken.

Gerdes en zijn team kondigden de ontdekking van DeeDee aan in de herfst van 2016. Ze vonden het met behulp van de 4-meter Blanco-telescoop van het Cerro Tololo Inter-American Observatory in Chili als onderdeel van de lopende observaties voor de Dark Energy Survey, een optisch onderzoek van ongeveer 12 procent van de lucht dat probeert de tot nu toe mysterieuze kracht te begrijpen die de uitdijing van het universum versnelt.

The Dark Energy Survey produceert enorme hoeveelheden astronomische beelden, die astronomen de mogelijkheid geven om ook naar verre objecten in het zonnestelsel te zoeken. De eerste zoektocht, waarvan bijna 15, 000 afbeeldingen, identificeerde meer dan 1,1 miljard kandidaat-objecten. De overgrote meerderheid hiervan bleek achtergrondsterren en zelfs verder weg gelegen sterrenstelsels te zijn. Een kleine fractie, echter, werden waargenomen om langzaam door de lucht te bewegen tijdens opeenvolgende waarnemingen, het veelbetekenende teken van een TNO.

Een dergelijk object werd geïdentificeerd op 12 afzonderlijke afbeeldingen. De astronomen noemden het informeel DeeDee, wat een afkorting is voor Distant Dwarf.

De optische gegevens van de Blanco-telescoop stelden de astronomen in staat om DeeDee's afstand en baaneigenschappen te meten, maar ze waren niet in staat om de grootte of andere fysieke kenmerken te bepalen. Het was mogelijk dat DeeDee een relatief klein lid van ons zonnestelsel was, maar toch reflecterend genoeg om vanaf de aarde te worden gedetecteerd. Of, het kan ongewoon groot en donker zijn, slechts een klein deel van het zwakke zonlicht dat het bereikt weerkaatst; beide scenario's zouden identieke optische gegevens opleveren.

Aangezien ALMA de kou observeert, donker universum, het is in staat om de warmte te detecteren - in de vorm van millimetergolflengtelicht - dat op natuurlijke wijze wordt uitgestraald door koude objecten in de ruimte. De warmtesignatuur van een object in het verre zonnestelsel zou recht evenredig zijn met zijn grootte.

"We hebben berekend dat dit object ongelooflijk koud zou zijn, slechts ongeveer 30 graden Kelvin, net iets boven het absolute nulpunt, ’ zei Gerdes.

Terwijl het gereflecteerde zichtbare licht van DeeDee slechts ongeveer zo helder is als een kaars halverwege de afstand tot de maan, ALMA was in staat snel de warmtesignatuur van het planetaire lichaam in kaart te brengen en de helderheid ervan te meten in licht met een golflengte van een millimeter.

Hierdoor konden astronomen vaststellen dat het slechts ongeveer 13 procent van het zonlicht dat erop valt, reflecteert. Dat is ongeveer dezelfde reflectie van het droge vuil dat op een honkbalveld wordt gevonden.

Door deze ALMA-waarnemingen te vergelijken met de eerdere optische gegevens, de astronomen hadden de informatie die nodig was om de grootte van het object te berekenen. "ALMA pakte het vrij gemakkelijk op, "zei Gerdes. "We waren toen in staat om de dubbelzinnigheid die we hadden op te lossen met alleen de optische gegevens."

Objecten zoals DeeDee zijn kosmische overblijfselen van de vorming van het zonnestelsel. Hun banen en fysieke eigenschappen onthullen belangrijke details over de vorming van planeten, inclusief aarde.

Deze ontdekking is ook opwindend omdat het laat zien dat het mogelijk is om zeer verre, langzaam bewegende objecten in ons eigen zonnestelsel. De onderzoekers merken op dat dezelfde technieken kunnen worden gebruikt om de veronderstelde "Planet Nine" te detecteren die zich ver buiten DeeDee en Eris kan bevinden.

"Er zijn nog steeds nieuwe werelden te ontdekken in onze eigen kosmische achtertuin, " concludeert Gerdes. "Het zonnestelsel is een rijke en gecompliceerde plek."