De dwergplaneet Sedna

De Samuel oshin telescoop op Mount palomar
De Samuel Oshin telescoop op Mount Palomar die gebruikt werd bij de ontdekking van Sedna. De telescoop is tevens gebruikt bij de ontdekking van vele manen in ons zonnestelsel.

Sinds de ontdekking in 2005 van Eris is er nogal wat discussie in de wetenschappelijke wereld over wat nu planeten en wat nu dwergplaneten zijn. Ondanks de definitie die de IAU heeft opgesteld blijft het een controversieel onderwerp.

Sedna werd in 2003 ontdekt en vermoedelijk is het object een dwergplaneet. Sedna bevindt zich in de buitenste delen van het zonnestelsel, in de hypothetische Oortwolk. Sedna is daarmee het verst verwijderde object dat in aanmerking komt voor de titel van dwergplaneet. Tot op heden heeft Sedna nog niet de officiële status van dwergplaneet van de Internationale Astronomische Unie gekregen.

Ontdekking en naamgeving

Net zoals Eris, Makemake en Haumea is Sedna ontdekt door een team astronomen onder leiding van de astronoom Mike Brown. Zijn mede ontdekkers zijn Chad Trujillo en David Rabinowitz. Ze ontdekten Sedna op 14 november 2003. Het object kreeg de aanduiding 2003 VB12. Sedna werd ontdekt tijdens een onderzoeksproject dat in 2001 startte waarbij men gebruik maakte van de Samuel Oshin telescoop die deel uit maakt van de Palomar sterrenwacht in de Amerikaanse staat Californië.

Waarnemingen duidden op een object dat zich in een sterk elliptische baan op een afstand van ongeveer 100 Astronomische Eenheden om de Zon bevond. De baan werd bevestigd tijdens vervolgwaarnemingen die in november en december 2003 werden gedaan met behulp van de Keck telescoop op Hawaii en de Inter American Telescope in Chili.

later bleek dat Sedna al eerder was gezien door de Samuel Oshin telescoop en ook door de Near Earth Asteroid Tracking van het Jet Propolusion Laboratory van de NASA waardoor er betere baanberekeningen mogelijk waren.

Sedna is vernoemd naar de Godin van de Zee uit de Inuit cultuur. Sedna was ooit sterfelijk maar werd onsterfelijk nadat ze verdronk in de Arctische Zee waar ze nu nog leeft en alle levende wezens in de zee beschermt. Sedna leek een toepasselijke naam omdat Sedna het verst verwijderde en dus koudste object is in het zonnestelsel.

De naam werd bekend gemaakt voordat er een officieel nummer was toegekend door de IAU maar in 2004 had het naamgevende comité geen probleem met deze naam.

Classificatie

Het is nog niet helemaal duidelijk hoe Sedna geclassificeerd moet worden. Uitgaande van de in 2006 opgestelde definitie wat een planeet is valt dit af want Sedna heeft zijn baan niet opgeruimd.

De definitie van een dwergplaneet zegt echter dat dit een hemellichaam is dat een hydrostatisch evenwicht heeft bereikt, hetgeen betekent dat het rond of ellipsvormig moet zijn. Sedna heeft een albedo van 0,31± 0,06 en een geschatte diameter tussen 915 en 1800 kilometer en is daarmee helder en groot genoeg om bolvormig te kunnen zijn.

De meeste astronomen beschouwen Sedna als een dwergplaneet maar een definitieve beslissing laat nog op zich wachten mede door de grote afstand die het lastig maakt om Sedna waar te nemen.

Massa, grootte en baan

De baan van Sedna
De baan van Sedna vergeleken met de banen van Jupiter (oranje), Saturnus (geel), Uranus (groen), Neptunus (blauw) en Pluto (paars)

In 2004 werd er een bovengrens van 1800 kilometer voor de diameter gehanteerd maar na nieuwe opnames in 2007 die gedaan werden met behulp van de Spitzer telescoop werd dat bijgesteld tot minder dan 1600 kilometer. In 2012 werden er met de Herschel telescoopwaarnemingen gedaan aan Sedna en die leidden tot een diameter tussen 915 en 1075 kilometer waarmee Sedna kleiner is dan Charon, de grote maan van Pluto.

Het is niet bekend of er manen zijn bij Sedna en dat maakt het lastig om de massa te bepalen. Veel astronomen nemen echter aan dat Sedna qua massa het vijfde trans-Neptuniaanse object is, na Eris, Pluto, Makemake en Haumea.

Sedna volgt een sterk elliptische baan om de Zon. In het perihelium bedraagt de afstand 76 Astronomische Eenheden (114 miljard kilometer) en in het aphelium 936 Astronomische Eenheden (1400 miljard kilometer).

Schattingen over hoelang Sedna nodig heeft voor één ronde om de Zon variëren maar ze bedragen allemaal meer dan 10.000 jaar. Enkele berekeningen komen zelfs uit op een omlooptijd van 12.000 jaar.

Samenstelling

Tijdens de ontdekking was Sedna het helderste object in het zonnestelsel dat sinds de ontdekking van Pluto in 1930, werd gevonden. Sedna heeft een rode kleur die vergelijkbaar is met de rode kleur van Mars. Astronomen denken dat die rode kleur wordt veroorzaakt door organische stoffen die tholines worden genoemd. Qua kleur en spectrum lijkt het oppervlak van Sedna redelijk egaal en dat wordt waarschijnlijk veroorzaakt door de grote afstand tot de Zon.

In tegenstelling tot de planeten in de binnenste delen van het zonnestelsel heeft Sedna weinig last gehad van inslagen van andere objecten. Er zal dus weinig tot geen vers helder ijsachtig materiaal aan het oppervlak zijn te vinden. De temperatuur op Sedna bedraagt ± 33 Kelvin (-240,2° Celsius),

Er zijn modellen opgesteld van Sedna waarbij de berekeningen duiden op maximaal 60% methaanijs en maximaal 70% waterijs. Dit is in lijn met het voorkomen van tholines aan het oppervlak van de dwergplaneet. Tholines ontstaan onder invloed van kosmische straling uit methaan. Astronomen hebben ook het spectrum van Sedna vergeleken met dat van de Neptunusmaan Triton en steden een model voor Sedna op bestaande uit 24% Triton-achtige tholines, 7% amorf koolstof, 10% stikstof, 26% methanol en 33% methaan.

De aanwezigheid van stikstof aan het oppervlak duidt er mogelijk op dat Sedna, gedurende een korte periode, een hele ijle atmosfeer kan hebben. Gedurende de 200 jaar dat de dwergplaneet zich in of in de buurt van het perihelium bevindt zou de maximale temperatuur kunnen stijgen naar 35,6 Kelvin (-237,6° Celsius) en dat zou net genoeg kunnen zijn dat er wat stikstof sublimeert. Er zijn modellen opgesteld over de opwarming van binnen uit als gevolg van het verval van radio-actieve elementen die laten zien dat er wellicht een ondergrondse oceaan van vloeibaar water zou kunnen bestaan. Dit zijn algemene modellen die gelden voor veel objecten in de buitenste delen van het zonnestelsel n tot op heden zijn die ondergrondse oceanen nog niet bewezen.

Herkomst

Toen Sedna werd ontdekt zeiden de ontdekkers dat het object deel uit maakt van de Oortwolk – de hypothetische wolk van kometen die zich op een ongeveer een lichtjaar afstand van de Zon bevindt. Dit was gebaseerd op het perihelium van Sedna dat te groot is om beïnvloedt te worden door de zwaartekracht van Neptunus.

Omdat Sedna zich ook dichter bij de Zon bevond dan men verwachtte van een object uit de Oortwolk en de inclinatie in lijn ligt met die van de planeten en de Kuipergordel werd Sedna beschreven als een object uit de binnenste Oortwolk. Brown en zijn collega’s gaven aan dat de baan van Sedna het beste verklaard kan worden door aan te nemen dat onze Zon is ontstaan in een open sterrenhoop bestaande uit verschillende sterren die geleidelijk aan zijn verdwenen.

In dit scenario zou Sedna door toedoen van een passerende ster in zijn huidige baan zijn gekomen. Sedna zou dus niet op zijn huidige plaats in het zonnestelsel zijn ontstaan. Deze hypothese wordt ondersteund door computersimulaties die laten zien dat passages door jonge sterren in een sterrenhoop de banen van Sedna-achtige objecten sterk kunnen beïnvloeden.

Als Sedna toch op zijn huidige locatie is ontstaan dan zou dit betekenen dat de protoplanetaire schijf van de Zon zich veel verder heeft uitgestrekt dan eerder werd aangenomen. Ook zou de baan van Sedna vroeger veel meer cirkelvormig moeten zijn geweest want anders kan het proces van samenklonteren van kleine delen tot een groter object niet plaatsvinden. De huidige baan moet dus zijn ontstaan door interactie met een ander hemellichaam en dat kan zijn een andere planeet in de Kuipergordel, een passerende ster of een jonge ster die deel uitmaakte van de sterrenhoop waaruit ook onze Zon is ontstaan.

Er is nog een mogelijkheid die de sterk elliptische baan van Sedna kan verklaren en dat is de invloed van een grote begeleider op duizenden Astronomisch Eenheden afstand van de Zon. Deze hypothetische begeleider is bekend onder de naam Nemesis. Het zou een zwakke begeleider zijn van de Zon echter er is tot op heden helemaal geen bewijs gevonden dat Nemesis bestaat en heel veel astronomen twijfelen aan de mogelijkheid dat die begeleider kan bestaan.

Recent is er ook gesuggereerd dat Sedna helemaal niet is ontstaan in ons zonnestelsel maar is ingevangen toen een ster met een eigen zonnestelsel ons passeerde.

Astronomen verwachten dat ze de komende jaren meer objecten in de Oortwolk zullen gaan ontdekken. Telescopen worden steeds beter en gevoeliger. Dan zal Sedna wellicht ook officieel als dwergplaneet worden erkend door de IAU en misschien zal dat leidden tot nieuwe discussies.

Dwergplaneten - grootte
De grootte van de nu bekende dwergplaneten vergeleken met de Aarde (credit: NASA)

Laatste bewerking: 22 augustus 2015