Künstlerische Darstellung eines kleinen KBO, das Hubble beim Durchgang eines Sterns entdeckt hat. Speck (STScI)
Wie eine Nadel im Heuhaufen hat das Hubble-Weltraumteleskop das kleinste Objekt entdeckt, das jemals im Kuipergürtel im sichtbaren Licht gesehen wurde. Hubble hat dieses KBO zwar nicht direkt abgebildet, seine Erkennung ist jedoch dennoch beeindruckend. Das Objekt ist nur 975 Meter breit und satte 6,7 Milliarden Kilometer entfernt. Das kleinste Kuipergürtelobjekt (KBO), das zuvor im reflektierten Licht gesehen wurde, ist ungefähr 48 km breit oder 50-mal größer. Dies liefert den ersten Beobachtungsnachweis für eine Population kometengroßer Körper im Kuipergürtel.
Das von Hubble erkannte Objekt ist so schwach - bei der 35. Größe -, dass es 100-mal dunkler ist als das, was Hubble direkt sehen kann.
Wie hat das Weltraumteleskop dann einen so kleinen Körper entdeckt? Die verräterische Signatur des kleinen Vagabunden wurde aus Hubbles Zeigedaten extrahiert, nicht durch direkte Bildgebung. Als das Objekt vor einem Stern vorbeikam, nahmen Hubbles Instrumente die Okklusion auf.
Hubble verfügt über drei optische Instrumente, die als Fine Guidance Sensors (FGS) bezeichnet werden. Die FGS liefern hochpräzise Navigationsinformationen an die Lageregelungssysteme des Weltraumobservatoriums, indem sie ausgewählte Leitsterne zum Zeigen betrachten. Die Sensoren nutzen die wellenförmige Natur des Lichts, um die Position von Sternen präzise zu messen.
In Einzelheiten eines Papiers, das in der 17. Dezember-Ausgabe der Zeitschrift veröffentlicht wurde NaturHilke Schlichting vom California Institute of Technology in Pasadena, Kalifornien, und ihre Mitarbeiter stellten fest, dass die FGS-Instrumente so gut sind, dass sie die Auswirkungen eines kleinen Objekts sehen können, das vor einem Stern vorbeizieht. Dies würde eine kurze Okkultations- und Beugungssignatur in den FGS-Daten verursachen, da das Licht vom Hintergrundleitstern um das dazwischenliegende Vordergrund-KBO gebogen wurde.
Sie wählten 4,5 Jahre FGS-Beobachtungen zur Analyse aus. Hubble verbrachte in dieser Zeit insgesamt 12.000 Stunden damit, entlang eines Himmelsstreifens innerhalb von 20 Grad von der Ekliptikebene des Sonnensystems zu schauen, wo die Mehrheit der KBOs wohnen sollte. Das Team analysierte die FGS-Beobachtungen von insgesamt 50.000 Leitsternen.
Schlichting und ihr Team durchsuchten die riesige Datenbank und fanden ein einziges Okkultationsereignis mit einer Länge von 0,3 Sekunden. Dies war nur möglich, weil die FGS-Instrumente 40-mal pro Sekunde Änderungen im Sternenlicht abtasten. Die Dauer der Okkultation war vor allem aufgrund der Umlaufbahn der Erde um die Sonne kurz.
Sie nahmen an, dass sich das KBO in einer kreisförmigen Umlaufbahn befand und um 14 Grad zur Ekliptik geneigt war. Die Entfernung des KBO wurde aus der Dauer der Okkultation geschätzt, und der Betrag des Dimmens wurde verwendet, um die Größe des Objekts zu berechnen. „Ich war sehr begeistert, dies in den Daten zu finden“, sagt Schlichting.
Hubble-Beobachtungen von Sternen in der Nähe zeigen, dass einige von ihnen Kuipergürtel-ähnliche Scheiben aus eisigen Trümmern haben, die sie umgeben. Diese Scheiben sind die Überreste der Planetenbildung. Die Vorhersage ist, dass über Milliarden von Jahren die Trümmer kollidieren und die Objekte vom Typ KBO zu immer kleineren Stücken zermahlen sollten, die nicht Teil der ursprünglichen Kuipergürtelpopulation waren. Der Kuipergürtel entwickelt sich daher kollisionsbedingt weiter, was bedeutet, dass der Eisgehalt der Region in den letzten 4,5 Milliarden Jahren verändert wurde.
Das Ergebnis ist ein aussagekräftiges Beispiel für die Fähigkeit archivierter Hubble-Daten, wichtige neue Entdeckungen hervorzubringen. Um weitere kleine KBOs aufzudecken, plant das Team, die verbleibenden FGS-Daten seit ihrer Einführung im Jahr 1990 für nahezu die gesamte Dauer des Hubble-Betriebs zu analysieren.
Quelle: HubbleSite
