Den kombinerade kraften hos tre rymdobservatorier, inklusive NASA:s Hubble Space Telescope, har hjälpt astronomer att avslöja en måne som kretsar kring den tredje största dvärgplaneten, katalogiserad som 2007 OR10. Paret bor i den kyliga utkanten av vårt solsystem som kallas Kuiperbältet, ett rike av isigt skräp kvar från vårt solsystems bildning för 4,6 miljarder år sedan.

Med denna upptäckt, de flesta av de kända dvärgplaneterna i Kuiperbältet som är större än 600 miles över har följeslagare. Dessa kroppar ger insikt i hur månar bildades i det unga solsystemet.

"Upptäckten av satelliter runt alla kända stora dvärgplaneter - förutom Sedna - betyder att vid den tidpunkten dessa kroppar bildades för miljarder år sedan, kollisioner måste ha varit vanligare, och det är en begränsning för bildningsmodellerna, " sa Csaba Kiss från Konkoly Observatory i Budapest, Ungern. Han är huvudförfattaren till det vetenskapliga dokumentet som tillkännager månens upptäckt. "Om det förekom täta kollisioner, då var det ganska lätt att bilda dessa satelliter."

Föremålen smällde med största sannolikhet in i varandra oftare eftersom de bebodde en trång region. "Det måste ha varit en ganska hög densitet av föremål, och några av dem var massiva kroppar som störde mindre kroppars banor, " sa teammedlemmen John Stansberry från Space Telescope Science Institute i Baltimore, Maryland. "Denna gravitationella omrörning kan ha knuffat ut kropparna ur deras banor och ökat deras relativa hastigheter, vilket kan ha resulterat i kollisioner."

Men hastigheten på de kolliderande föremålen kunde inte ha varit för hög eller för långsam, enligt astronomerna. Om anslagshastigheten var för snabb, smash-up skulle ha skapat massor av skräp som kunde ha rymt från systemet; för långsam och kollisionen skulle bara ha producerat en nedslagskrater.

Kollisioner i asteroidbältet, till exempel, är destruktiva eftersom föremål färdas snabbt när de krossas. Asteroidbältet är ett område med stenigt skräp mellan Mars banor och gasjätten Jupiter. Jupiters kraftfulla gravitation påskyndar asteroidernas banor, orsakar våldsamma effekter.

Teamet avslöjade månen i arkivbilder av 2007 OR10 tagna av Hubbles Wide Field Camera 3. Observationer som tagits av dvärgplaneten av NASA:s rymdteleskop Kepler tipsade först astronomerna om möjligheten att en måne skulle cirkla runt den. Kepler avslöjade att 2007 OR10 har en långsam rotationsperiod på 45 timmar. "Typiska rotationsperioder för Kuiperbältsobjekt är under 24 timmar, " sa Kiss. ​​"Vi tittade i Hubble-arkivet eftersom den långsammare rotationsperioden kunde ha orsakats av en månens gravitationsdrag. Den första utredaren missade månen på Hubble-bilderna eftersom den är väldigt svag."

Astronomerna såg månen i två separata Hubble-observationer med ett års mellanrum. Bilderna visar att månen är gravitationsbunden till 2007 OR10 eftersom den rör sig med dvärgplaneten, sett mot en bakgrund av stjärnor. Dock, de två observationerna gav inte tillräckligt med information för att astronomerna skulle kunna bestämma en bana.

"Ironiskt, eftersom vi inte känner till omloppsbanan, kopplingen mellan satelliten och den långsamma rotationshastigheten är oklar, sa Stansberry.

Astronomerna beräknade diametern på båda objekten baserat på observationer i långt infrarött ljus från Herschel Space Observatory, som mätte värmeemissionen från de avlägsna världarna. Dvärgplaneten är cirka 950 miles över, och månen beräknas vara 150 miles till 250 miles i diameter. 2007 OR10, som Pluto, följer en excentrisk bana, men det är för närvarande tre gånger längre än Pluto är från solen.

2007 OR10 är medlem i en exklusiv klubb med nio dvärgplaneter. Av dessa kroppar, endast Pluto och Eris är större än 2007 OR10. Det upptäcktes 2007 av astronomerna Meg Schwamb, Mike Brown, och David Rabinowitz som en del av en undersökning för att söka efter avlägsna solsystemkroppar med hjälp av Samuel Oschin-teleskopet vid Palomar-observatoriet i Kalifornien.

Lagets resultat dök upp i The Astrophysical Journal Letters .

Hubble Space Telescope är ett projekt för internationellt samarbete mellan NASA och ESA (European Space Agency). NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, sköter teleskopet. Space Telescope Science Institute (STScI) i Baltimore bedriver Hubble-vetenskapsverksamhet. STScI drivs för NASA av Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., i Washington, D.C.