Lunety amatorskie pomagają znaleźć brakujące ogniwo formacji planetarnych

Zaskakująco tania konfiguracja sprzętu amatorskiego pomaga astronomom w ich dążeniu do znalezienia obiektów Pasa Kuipera każdej wielkości, aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób powstają planety w naszym Układzie Słonecznym.

Mrugnij, a ty będziesz tęsknił.

Od czasu do czasu gwiazda wydaje się migotać na ułamek sekundy, a jej światło blokuje się, gdy przechodzi przed nią mały obiekt w zewnętrznym Układzie Słonecznym. Podczas gdy niektóre z tych obiektów są wystarczająco duże, aby można je było zobaczyć w świetle słonecznym, które odbijają, większość z nich jest zdecydowanie zbyt mała, a zatem zbyt słaba, aby można ją było bezpośrednio wykryć. Tak zwane gwiezdne okultyzacje, w których światło gwiazdy tła krótko miga, są jednym z jedynych sposobów, aby wiedzieć, że te obiekty istnieją.

Obiekty w Pasie Kuipera, z których jeden jest tu przedstawiony w koncepcji artysty, są nieskazitelnymi pozostałościami formowania się planet w naszym Układzie Słonecznym, dzięki ich ciemnemu, zimnemu i samotnemu otoczeniu.
Ko Arimatsu

Teraz astronomowie używający amatorskiego sprzętu do monitorowania około 2000 gwiazd odkryli coś, co wydaje się być obiektem wielkości kilometra brakującym ogniwem między rozmiarem planet karłowatych a wieloma, znacznie mniejszymi obiektami w odległym Pasie Kuipera. Jego samo istnienie wskazuje na wiele innych źródeł, z których pochodzi, i obiecuje rzucić światło na to, jak planety formują się w Układzie Słonecznym.

Pas starożytnych resztek

Pas Kuipera jest rzadkim dyskiem lodowych skał rozciągającym się 20 au poza orbitę Neptuna. Obiekty te są elementami budulcowymi pozostałymi z formowania się planet naszego Układu Słonecznego. Dzięki swojemu zimnemu, ciemnemu i samotnemu otoczeniu pozostały w dużej mierze niezmienione w ciągu ostatnich 4, 5 miliarda lat. Największymi i bardziej znanymi przedstawicielami są trzy planety karłowate Pluto, Haumea i Makemake, które rozciągają się odpowiednio na 2400 km, 1600 km i 1400 km. Ale dysk prawdopodobnie zawiera również setki tysięcy mniejszych obiektów.

Artystyczna ilustracja układu słonecznego pokazuje Pas Kuipera poza Plutonem, którego orbita jest pokazana na żółto.
NASA

Uważa się, że planety uformowały się w wyniku akrecji, przesuwając się po sobie, tworząc kolejne, większe ciała. Resztki tego procesu powinny zawierać znacznie więcej mniejszych obiektów niż większych; rzeczywiście, monitorowanie gwiazd pod kątem okultyzmu ujawniło kilku kandydatów mniejszych niż kilometr. Ale do tej pory ankiety nie wykazały obiektów wielkości kilometra.

Aby rozszerzyć poszukiwania na rzadsze, większe obiekty Pasa Kuipera, Ko Arimatsu (Japońskie Narodowe Obserwatorium Astronomiczne) poprowadził zespół w tworzeniu dwóch identycznych systemów obserwacyjnych przy użyciu gotowego sprzętu. Każda z dwóch konfiguracji zawierała 11-calowy astrograf Celestron, wyposażony w kamerę CMOS ZWO ASI1600 MM-C, na mocowaniu równikowym Takahashi. W połączeniu z redukcją ogniskowej, komputerem sterującym i pamięcią danych całkowity koszt każdego systemu wyniósł 16 000 USD - stosunkowo tanie w porównaniu do większości profesjonalnych urządzeń.

Teleskopy, nazwane Zorganizowanymi Autoteleskopami dla Serendipitous Event Survey (OASES), zostały ustawione na dachu szkoły na świeżym powietrzu w Miyako na wyspie Miyako w Japonii. Posiadanie dwóch identycznych systemów pomogło astronomom skorygować inne obiekty, które mogą blokować lub zmieniać światło gwiazdy, takie jak ptaki, samoloty lub turbulencje atmosferyczne.

Obiekt pasa Kuipera wielkości kilometra

Obserwując przez nieco ponad rok, teleskopy zgromadziły 60 godzin w dobrych warunkach pogodowych w ciągu około 13 miesięcy. Mówiąc o liczbie godzin obserwacji na gwiazdę w polu widzenia, OASES uchwycił równowartość 60 500 „godzin gwiazdowych”. Ze wszystkich tych danych - co stanowi 50 terabajtów - Arimatsu i współpracownicy znaleźli pojedyncze uderzenie, które oznaczało kandydata Kuipera Obiekt o promieniu od 1, 2 do 2, 1 kilometra. Odkrycie pojawiło się w Nature Astronomy 28 stycznia.

„To prawdziwe zwycięstwo małych projektów” - mówi Arimatsu. „Nasz zespół miał mniej niż 0, 3% budżetu dużych projektów międzynarodowych. Nie mieliśmy nawet dość pieniędzy, aby zbudować drugą kopułę, aby chronić nasz drugi teleskop! Mimo to udało nam się dokonać odkrycia, które jest niemożliwe w przypadku dużych projektów. ”

To prawda, że ​​naukowcy mają w zasięgu ręki wykrycie tylko jednego kilometra, ale nawet to jedno wydarzenie jest większe niż się spodziewano na podstawie liczby mniejszych obiektów Pasa Kuipera. Fakt, że byli w stanie wykryć nawet obiekt o wielkości jednego kilometra, sugeruje obfitość lodowych skał tej wielkości, być może wskazując, że był to typowy rozmiar ciał protoplanetarnych w pierwotnym układzie słonecznym.

Dla naukowców wydarzenie stanowi dowód koncepcji: „Teraz, gdy wiemy, że nasz system działa, zbadamy bardziej szczegółowo Pas Kuipera”, mówi Arimatsu.