Konstnärs koncept för planetkroppen 2014 UZ224, mer informellt känd som DeeDee. ALMA kunde observera den svaga millimetervåglängden "glöd" som avges av objektet, bekräftar att den är ungefär 635 kilometer bred. I denna storlek, DeeDee ska ha tillräckligt med massa för att vara sfärisk, de kriterier som är nödvändiga för astronomer att betrakta det som en dvärgplanet, även om den ännu inte har fått den officiella beteckningen. Upphovsman:Alexandra Angelich (NRAO/AUI/NSF)
Med hjälp av Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), astronomer har avslöjat extraordinära detaljer om en nyligen upptäckt fjärran medlem i vårt solsystem, planetkroppen 2014 UZ224, mer informellt känd som DeeDee.
Ungefär tre gånger Plutos nuvarande avstånd från solen, DeeDee är det näst mest avlägsna kända trans-neptuniska objektet (TNO) med en bekräftad bana, överträffas endast av dvärgplaneten Eris. Astronomer uppskattar att det finns tiotusentals av dessa iskalla kroppar i det yttre solsystemet bortom Neptuns bana.
De nya ALMA -uppgifterna avslöjar, för första gången, att DeeDee är ungefär 635 kilometer över, eller ungefär två tredjedelar av diametern på dvärgplaneten Ceres, den största medlemmen i vårt asteroidbälte. I denna storlek, DeeDee ska ha tillräckligt med massa för att vara sfärisk, de kriterier som är nödvändiga för astronomer att betrakta det som en dvärgplanet, även om den ännu inte har fått den officiella beteckningen.
"Långt bortom Pluto är en region överraskande rik med planetkroppar. Vissa är ganska små men andra har storlekar att konkurrera med Pluto, och kan vara mycket större, "sa David Gerdes, en forskare vid University of Michigan och huvudförfattare på ett papper som förekommer i Astrofysiska tidskriftsbrev . "Eftersom dessa föremål är så avlägsna och svaga, det är otroligt svårt att ens upptäcka dem, än mindre studera dem i detalj. ALMA, dock, har unika funktioner som gjorde att vi kunde lära oss spännande detaljer om dessa avlägsna världar. "
För närvarande, DeeDee är cirka 92 astronomiska enheter (AU) från solen. En astronomisk enhet är det genomsnittliga avståndet från jorden till solen, eller cirka 150 miljoner kilometer. På detta enorma avstånd, det tar DeeDee mer än 1, 100 år för att slutföra en bana. Ljus från DeeDee tar nästan 13 timmar att nå jorden.
Gerdes och hans team tillkännagav upptäckten av DeeDee hösten 2016. De hittade det med hjälp av 4-meters Blanco-teleskopet vid Cerro Tololo Inter-American Observatory i Chile som en del av pågående observationer för Dark Energy Survey, en optisk undersökning av cirka 12 procent av himlen som försöker förstå den ännu mystiska kraft som accelererar universums expansion.
ALMA-bild av den svaga millimetervåglängden "glöd" från planetkroppen 2014 UZ224, mer informellt känd som DeeDee. Vid tre gånger Plutos avstånd från solen, DeeDee är den näst mest kända TNO med en bekräftad bana i vårt solsystem. Upphovsman:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
The Dark Energy Survey producerar stora troves av astronomiska bilder, vilket ger astronomer möjlighet att också söka efter avlägsna objekt i solsystemet. Den första sökningen, som inkluderar nästan 15, 000 bilder, identifierade mer än 1,1 miljarder kandidatobjekt. De allra flesta av dessa visade sig vara bakgrundsstjärnor och ännu mer avlägsna galaxer. En liten bråkdel, dock, observerades att röra sig långsamt över himlen över på varandra följande observationer, ett tecken på en TNO.
Ett sådant objekt identifierades på 12 separata bilder. Astronomerna kallade det informellt DeeDee, som är en förkortning för Distant Dwarf.
De optiska data från Blanco -teleskopet gjorde det möjligt för astronomerna att mäta DeeDees avstånd och orbitala egenskaper, men de kunde inte bestämma dess storlek eller andra fysiska egenskaper. Det var möjligt att DeeDee var en relativt liten medlem i vårt solsystem, men ändå tillräckligt reflekterande för att detekteras från jorden. Eller, det kan vara ovanligt stort och mörkt, reflekterar bara en liten del av det svaga solljuset som når det; båda scenarierna skulle producera identiska optiska data.
Eftersom ALMA observerar kylan, mörka universum, den kan detektera värmen - i form av millimetervågljus - som avges naturligt av kalla föremål i rymden. Värmesignaturen från ett avlägset solsystemobjekt skulle vara direkt proportionell mot dess storlek.
"Vi beräknade att det här föremålet skulle vara otroligt kallt, bara ca 30 grader Kelvin, bara lite över den absoluta nollan, sa Gerdes.
Medan det reflekterade synliga ljuset från DeeDee bara är ungefär lika starkt som ett ljus sett halvvägs till månen, ALMA kunde snabbt komma in på planetkroppens värmesignatur och mäta dess ljusstyrka i millimetervågljus.
Förlopp för objekt i vårt solsystem, visar den aktuella platsen för planetkroppen 'DeeDee.' Upphovsman:Alexandra Angelich (NRAO/AUI/NSF)
Detta gjorde att astronomer kunde avgöra att det endast reflekterar cirka 13 procent av solljuset som träffar det. Det är ungefär samma reflektivitet för den torra smutsen som finns på ett basebollinfält.
Genom att jämföra dessa ALMA -observationer med tidigare optiska data, astronomerna hade den information som var nödvändig för att beräkna objektets storlek. "ALMA tog upp det ganska enkelt, "sa Gerdes." Vi kunde sedan lösa den oklarhet vi hade med enbart optiska data. "
Objekt som DeeDee är kosmiska rester från bildandet av solsystemet. Deras banor och fysiska egenskaper avslöjar viktiga detaljer om planets bildande, inklusive jorden.
Denna upptäckt är också spännande eftersom den visar att det är möjligt att upptäcka mycket avlägsna, långsamt rörliga föremål i vårt eget solsystem. Forskarna noterar att samma tekniker kan användas för att upptäcka hypotesen "Planet Nine" som kan ligga långt bortom DeeDee och Eris.
"Det finns fortfarande nya världar att upptäcka i vår egen kosmiska bakgård, "avslutar Gerdes." Solsystemet är en rik och komplicerad plats. "
