Klassenzimmer auf der ganzen Welt erhielten am 24. August 2006 schlechte Nachrichten. Pluto-der Himmelskörper, der 1930 entdeckt und von einem 11-jährigen Mädchen benannt wurde, die“ Pizzen „auf dem Planeten Mnemonic“Meine sehr gebildete Mutter hat uns gerade neun Pizzen serviert „—war offiziell von der Planetenfamilie des Sonnensystems betroffen und neu klassifiziert als „Zwergplanet“.“
Die Entdeckung des etwas massiveren Objekts Eris inspirierte die Entscheidung der Internationalen Astronomischen Union (IAU)., Befürworter der Änderung bestanden darauf, dass Pluto, wenn er das Etikett „Planet“ behalten sollte, auch ähnlich große Objekte haben sollte—wie zum Beispiel Ceres, der damals als großer Asteroid galt.
Ein Zwergplanet muss nach der neuen Definition der IAU die Sonne direkt umkreisen. Es muss massiv genug sein, damit die Schwerkraft es in eine ungefähr kugelförmige Form ziehen kann. Aber im Gegensatz zu normalen Planeten haben Zwergplaneten andere kleinere himmlische Trümmer nicht aus ihrer Umlaufbahn geräumt.,
Als weitere Objekte entdeckt habe, Pluto, neue Bezeichnung „Zwergplanet“ stecken. Dann begannen die Witze.
Facebook-Gruppenseiten tauchten auf, mit snarky Titeln von „Als ich in deinem Alter war, war Pluto ein Planet!“Wütende Pluto-Enthusiasten schrieben Hassmail an den Astronomen Mike „Pluto Killer“ Brown, einen der Wissenschaftler, die Eris fanden., Der Astrophysiker Neil deGrasse Tyson, ein starker Befürworter des Zwergplaneten-Labels, erhielt seinen eigenen Strom von Hassmails von zerquetschten 6-Jährigen; Twitter-Nutzer verletzen ihn immer noch gelegentlich.
@neiltyson Kurze Frage eines HS-Studenten: Was gibt Ihnen das Recht, #pluto zu degradieren? Welche Entdeckungen haben Sie gemacht?, # realtalk
– Matthew Brewer (@mbrewer_SL) 4.Februar 2016
Obwohl einige die Neuklassifizierung als „Herabstufung“ betrachten, blenden Pluto und seine Cousins Ceres, Makemake, Eris, Haumea und andere Wissenschaftler weiterhin mit ihren seltsamen Merkmalen und überraschenden Geologie. Aber vielleicht kritischer verfolgen diese Zwergplaneten auch eine Spur wissenschaftlicher Semmelbrösel, denen Wissenschaftler in der Zeit folgen können, um die Ursprünge des Sonnensystems zu verstehen.,
„Ich denke gerne daran, dass Pluto der Zwergplanet ist, der uns gezeigt hat, wie die Architektur des Sonnensystems entstanden ist“, sagte Renu Malhotra, Planetenwissenschaftler am Lunar and Planetary Laboratory der Universität von Arizona.
Hier sind sechs solcher Offenbarungen über das Sonnensystem, die wir durch das Studium von Zwergplaneten gewonnen haben.
Zwergplaneten sind so komplex wie reguläre Planeten
Als die New Horizons-Sonde vor mehr als einem Jahr an Pluto vorbeifuhr, fanden Wissenschaftler ein komplexes System mit Gebieten geologisch junger Oberfläche und Beweisen aktiver Geologie., Pluto, die Bilder enthüllten, war nicht nur ein Stück Gestein, das im Weltraum kreiste. „Sogar ich habe unterschätzt, was wir finden würden“, sagte Alan Stern, Principal Investigator der New Horizons Mission.
Pluto weiterhin stun-Wissenschaftler mit seinen unerwarteten Oberflächen-features, aber seine neu offenbarte Komplexität ist nur der Anfang. Makemake hat keine Atmosphäre. Haumea dreht sich schneller als jedes andere bekannte große Objekt im Sonnensystem. Eris könnte eine dünne, eisige Oberfläche haben. Ceres beherbergt mysteriöse helle Flecken.
„Die Tatsache, dass diese Objekte genauso kompliziert sein können wie terrestrische Planeten, ist eine Schlagzeile“, sagte Stern. „Es sollte in einer so großen Punktgröße geschrieben werden, wie wir es schreiben können, weil es völlig unerwartet war.,“
Zwergplaneten enthüllen Neptuns Orbitalursprünge
Durch die Untersuchung der besonderen Orbitalbeziehung zwischen Pluto und Neptun, Wissenschaftler herausgefunden, wie Neptun bekam seine aktuelle Position im Sonnensystem., Die beiden Körper sind untrennbar in einer Orbitalresonanz eingeschlossen: Jedes Mal, wenn Neptun die Sonne dreimal umkreist, Pluto umkreist zweimal, was bedeutet, dass Pluto gelegentlich Neptuns Orbitalpfad überqueren kann, Sie werden sich nie treffen.
Wissenschaftler haben immer von dieser Resonanz gewusst, aber es war Malhotra, der seine Bedeutung erkannte. In einem Papier aus dem Jahr 1995 berechnete Malhotra, dass Neptun und Pluto nur dann in dieser Resonanz gelandet sein könnten, wenn sie sich beide näher an der Sonne gebildet hätten und dann herausgewandert wären.,
Wissenschaftler theoretisieren, dass in den frühen Tagen des Sonnensystems die Gasriesen Jupiter, Saturn, Neptun und Uranus nach innen in Richtung Sonne wanderten und Reste von Trümmern ausschlagen. Dieser Gravitationsschub auf Planetentrümmern veränderte schließlich auch die Umlaufbahnen der Planeten und schickte Neptun weiter hinaus. Neptuns Gravitationskraft traf auf Pluto, und die beiden Körper drückten und zogen aneinander, bis sie in eine Resonanzbahn fielen. Astronomen entdeckten den gleichen Effekt in anderen Körpern, einschließlich eines neuen Zwergplaneten, der in diesem Jahr der Welt angekündigt wurde.,
Zwergplaneten geben uns einen Einblick in das frühe Sonnensystem
Zwergplaneten sind praktische Anleitungen zum alten Sonnensystem. Zum Beispiel, Alle Zwergplaneten des Kuipergürtels-Pluto, Haumea, Makemake—und Eris – haben Monde, von denen Wissenschaftler vermuten, dass sie aus Kollisionen mit starken Auswirkungen gebildet wurden, sagte Scott Sheppard, Astronom an der Carnegie Institution für Wissenschaft in Washington, DC, Insbesondere Haumea ist das einzige bekannte Kuipergürtelobjekt, das eine „Familie“ hat, die zusammen mit Haumea und seinen Monden umkreist, was bedeutet, dass die Trümmer, die vor langer Zeit durch einen Aufprall ausgelöst wurden, nicht genug Energie hatten, um Haumeas Gravitationszug zu entkommen.
Das Vorhandensein solcher Monde ist ein weiterer Beweis für eine frühe Periode des „späten schweren Bombardements“ von Objekten im Sonnensystem. Wissenschaftler denken, dass während dieser Zeit, vor etwa 3, 8-4 Milliarden Jahren, Gravitationsinteraktionen zwischen Jupiter, Saturn und Neptun Kometen und Asteroiden über das Sonnensystem schickten, um mit Planeten zu kollidieren.,
In den letzten 2 Jahren hat Ceres auch verschiedene Fenster in die Vergangenheit zur Verfügung gestellt. Im Jahr 2015 ging die Dawn-Sonde der NASA nach dem Besuch des Asteroiden Vesta zum Zwergplaneten. Dort entdeckten Wissenschaftler ammoniakreiche Tone in Ceres ‚ Oberfläche.
Ammoniak selbst ist bei den Temperaturen auf Ceres (130-200 Kelvin) nicht stabil, aber im äußeren Sonnensystem reichlich vorhanden. Wie kam das Molekül dorthin? Wissenschaftler haben verschiedene Hypothesen formuliert, sagte Carol Raymond, stellvertretende principal investigator für Dawn., Entweder bildeten sich Ceres im äußeren Sonnensystem in seinen frühen Tagen und wurden durch eine chaotische Migration der Gasriesen nach innen getreten, oder Ceres bildeten sich im Asteroidengürtel, und irgendwie ammoniakreiches Material aus dem äußeren Sonnensystem gelangte nach innen.
Weitere Untersuchungen von Ceres werden helfen, Details der Bildung des Sonnensystems zu klären, sagte Raymond.,
Zwergplanetenkandidaten halfen Wissenschaftlern, Planet 9 zu“ finden “
Dank einer Handvoll Trümmer, die weiter entfernt als Pluto kreisten, fanden Wissenschaftler in diesem Jahr Beweise dafür, dass ein felsiger Planet in Neptungröße über den Blick selbst unserer mächtigsten Teleskope hinaus lauern kann.
Die Geschichte begann 2003, als Brown und sein Team am California Institute of Technology (Caltech) Sedna entdeckten, einen Zwergplaneten, der weit über den Kuipergürtel, Plutos Nachbarschaft von großen, eisigen Körpern, umkreist 30 astronomische Einheiten (AU) entfernt., Sedna behält eine stetige Umlaufbahn bei und kommt bei seiner nächsten Annäherung nur 76 AE von der Sonne entfernt.
Seitdem haben Wissenschaftler mehrere weitere Objekte in der Nähe von Sedna entdeckt, darunter 2012 VP113, gefunden von Sheppard und Kollegen Chad Trujillo von Hawaiis Gemini Observatory. Das Paar bemerkte, dass ihr neues Objekt und der Rest dieser weit entfernten Objekte ähnliche, gleichmäßige Bahnen hatten.,
Zurück bei Caltech, nachdem er Sheppards und Trujillos Arbeit gelesen hatte, machten sich Brown und seine Kollegen daran, die Ursache für eine solche Gruppierung zu finden, und nachdem sie viele Stunden lang Modelle und Simulationen durchforstet hatten, schlugen sie offiziell vor, dass nur ein planetengroßer Körper genug Gravitationskraft ausüben könnte, um den weit entfernten Cluster zwergplanetengroßer Objekte in stetigen Bahnen zu halten. Dieser hypothetische Planet wurde als Planet 9 (manchmal Planet X genannt) angesehen.
„Im Moment machen wir Umfragen, um mehr Zwergplaneten zu finden“, sagte Sheppard., „Wenn wir immer mehr davon finden, können sie uns zum viel größeren, größeren Planeten X führen.“
Ceres (wir hoffen) Wird uns helfen, eisige Ozeanmonde zu verstehen
Zwergplaneten des Kuipergürtels sind nicht das einzige, was Wissenschaftler beschäftigt. Dawn Mission Wissenschaftler haben kürzlich entdeckt, dass Regionen von Ceres höhere Konzentrationen an Karbonatmineralien enthalten als irgendwo außerhalb des Meeresbodens der Erde. Diese Mineralien zeigen, dass Ceres wie eine „versteinerte“ Ozeanwelt ist, erklärte Raymond. Sie könnten die Überreste eines riesigen Ozeans sein, der einst auf dem Zwergplaneten existierte.,
Im geologisch jungen Occator-Krater von Ceres fanden Wissenschaftler heraus, dass mysteriöse helle Flecken aus Natriumcarbonat stammen, einem stark reflektierenden Mineral, das in hydrothermalen Umgebungen unter den Ozeanen der Erde vorkommt. Dies bedeutet, dass irgendwann in der Geschichte von Ceres hydrothermale Prozesse dieses Material an die Oberfläche gedrückt haben müssen, sagte Raymond.
Wenn hydrothermale Prozesse bestätigt werden, kann Ceres ‚ Oberfläche analog zu den aktuellen Meeresböden unter den eisbedeckten Monden des Sonnensystems sein., Astrobiologen sehnen sich danach, unter die eisigen Schalen der Jupitermonde Europa und Enceladus von Jupiter und Saturn zu blicken, weil sich darunter riesige Ozeane befinden und das Leben Wasser braucht, um sich zu vermehren.
Ceres ähnelt diesen Monden, da 25% des Zwergplaneten Wassereis sind. Außerdem sind seine Meeresbodenbedingungen „dort, wo alle für die Bewohnbarkeit notwendigen Elemente zusammen auftreten“, sagte Raymond.
Zwergplaneten sind fruchtbar
Pluto nimmt einen besonderen Platz im kollektiven Herzen des Internets ein, ist aber im Sonnensystem möglicherweise nicht so besonders., Derzeit gibt es sechs Zwergplaneten, die offiziell von der IAU benannt wurden: Pluto, Ceres, Eris, Makemake, Haumea und 2015 RR245, die im Juli entdeckt wurden. Seit Wissenschaftler begonnen haben, tiefer in den Kuipergürtel zu schauen, haben sie mindestens 20 ähnlich große Objekte gefunden, sagte Sheppard.
Und es gibt möglicherweise Dutzende mehr gibt. „Wir haben entdeckt, dass Zwergplaneten die bevölkerungsreichste Klasse im Sonnensystem sind“, sagte Stern. Andere Sonnensysteme könnten auch wie unsere sein, fügte er hinzu.
Diese Bevölkerungsoffenbarung bedeutet zusammen mit der überraschenden geologischen und atmosphärischen Komplexität, die auf Zwergplaneten zu finden ist, dass das Feld „am Anfang eines Paradigmenwechsels und einer Revolution stehen könnte“, sagte Stern., Vielleicht, fuhr er fort, sind es die klassischen großen Planeten, die die „Oddballs“ der Planetenbildung sind.
Er fragt sich: „Wer ist jetzt der Außenseiter?“
—JoAnna Wendel, Mitarbeiter Schriftsteller
Korrektur, 18. August 2016: Dieser Beitrag wurde aktualisiert, um zu reflektieren, dass die Zwerg-Planeten vielleicht üblich sein, in anderen Sonnensystemen.