Ein Zwergplanet mit Ring
Sternbedeckung liefert überraschende Informationen über einen Himmelskörper im Kuipergürtel.
Unter der Mitwirkung von zehn Observatorien in sechs europäischen Ländern gelang es Astronomen kürzlich, eine Sternbedeckung durch den Zwergplaneten Haumea zu beobachten. Dabei entdeckten die Forscher überraschend auch einen schmalen und dichten Ring, der den Zwergplaneten umgibt. Außerdem konnten die Wissenschaftler Größe, Form und Dichte von Haumea näher bestimmen. Die neuen Werte stimmen besser mit den theoretischen Vorhersagen überein. Trotzdem bleibt die Entstehung dieses interessanten Systems aus einem Zwergplaneten mit Ring und zwei Monden rätselhaft.
Abb.: Künstlerische Darstellung von Haumea und seinem Ring, wobei der Hauptkörper und der Ring maßstabsgetreu dargestellt sind. Der Ring befindet sich in einer Entfernung von 2287 Kilometern zum Zentrum des ellipsoiden Hauptkörpers und ist dunkler als die Oberfläche von Haumea. (Bild: IAA-CSIC / UHU)
Die vier größten transneptunischen Objekte sind als Zwergplaneten klassifiziert, mit Pluto als bekanntestem Mitglied. Der Zwergplanet Haumea ist kleiner, hat aber eine sehr langgestreckte Form, rotiert sehr schnell, ist mit kristallinem Wassereis bedeckt und hat zwei Monde. Allerdings waren viele seiner physikalischen, chemischen und thermischen Eigenschaften bislang nicht gut bekannt.
Die Astronomen nutzten die seltene Gelegenheit einer Sternbedeckung, um eine Fülle von Beobachtungsdaten zu sammeln. Bei einer Sternbedeckung läuft ein kleiner Körper unseres Sonnensystems vor einem Hintergrundstern vorbei. Aus der Messung des projizierten Schattens auf der Erde kann direkt die Größe des Objekts und seine projizierte Form errechnet werden. Es bedurfte allerdings einer großen astrometrischen Beobachtungskampagne nahe des Zeitpunkts einer potenziellen Bedeckung durch Haumea, um den Pfad des Schattens zu berechnen und das Beobachternetz im Januar 2017 in Bereitschaft zu versetzen.
Die Lichtkurven zeigen tiefe Einschnitte, die durch den Vorbeizug von Haumea vor dem Hintergrundstern verursacht wurden. Weil diese Einschnitte sehr abrupt sind, kann Haumea keine globale Atmosphäre haben, wie beispielsweise Pluto. Neben der großen Bedeckung gab es aber vor und nach dem größten Einschnitt in der Lichtkurve kurze Verdunkelungen. „Wir waren sehr überrascht, diese Sekundär-
Der Positionswinkel des Rings stimmt mit der Rotationsachse von Haumea überein, so dass der Ring in der Äquatorebene von Haumea liegen sollte. Bisherige Beobachtungen haben bereits gezeigt, dass sich auch der Satellit Hi'iaka in der Äquatorialebene befindet, allerdings in deutlich größerer Entfernung. Der Ring liegt so nahe am stark elongierten Zwergplaneten, dass die Entstehung eines festen Körpers aus diesem Material nicht möglich ist.
Da Haumea eine triaxiale, ellipsoide Form besitzt, reicht die Bedeckung allein nicht aus, seine dreidimensionale Form zu bestimmen. Die Messungen über mehrere Tage vor und nach der Bedeckung lieferten den Astronomen aber zusätzliche Informationen über die Rotationslichtkurve, so dass die Form des Ellipsoids sowie die Dichte des Zwergplaneten daraus abgeleitet werden konnten. Die neuen Ergebnisse sind viel besser im Einklang mit der Dichte anderer großer transneptunischer Objekte als bisherige Messungen. Allerdings sind die Ergebnisse nicht mit einem homogenen Körper im hydrostatischen Gleichgewicht vereinbar. Es ist vielmehr wahrscheinlich, dass die vereinfachte Annahme eines annähernd flüssigen Körpers nicht gültig ist und die Gesetze granularer Medien angewandt werden müssen.
MPE / RK
