Dwergplaneet Haumea heeft ringen!

Haumea heeft ringen
Artist impression van de dwergplaneet Haumea en zijn ringen. Credit: Credit: IAA-CSIC/UHU

Astronomen hebben een ringensysteem ontdekt rond de dwergplaneet Haumea. Eerder dit jaar passeerde de dwergplaneet Haumea tussen de Aarde en een verre ster waarbij die ster door de dwergplaneet werd bedekt en astronomen metingen konden verrichten aan de grootte en de vorm van de dwergplaneet. De ontdekking van de ringen werd vandaag, 11 oktober 2017, gepubliceerd in het tijdschrift Nature.

Haumea is één van de grotere objecten in de Kuipergordel, het gebied voorbij de planeet Neptunus. Pluto is de grootste bekende bewoner van dit gebied. Haumea vertoont enige overeenkomsten met Pluto. Beiden volgen een langgerekte baan om de Zon die andere banen kruist; Pluto kruist de baan van Neptunus en Haumea kruist de baan van Pluto. Ook draaien de beide dwergplaneten in een andere hoek dan de andere planeten om de Zon heen. Net zoals Pluto heeft Haumea manen: Hi’iaka en Namaka.

Haumea heeft een erg langgerekte vorm en lijkt meer op een rugbybal dan op een ronde voetbal. Astronomen denken dat Haumea erg snel om zijn as draait en door deze snelle rotatie deze vorm heeft aangenomen. Een dag op Haumea duurt slechts 4 uur en het is daarmee het snelst draaiende grote object dat we kennen in het zonnestelsel.

Op 21 januari 2017 passeerde Haumea voorlangs de ster UAT1 533-182543 en dat was voor astronomen een uitgelezen kans om de dwergplaneet te bestuderen. Nu komen sterbedekkingen met enige regelmaat voor maar het is redelijk lastig om de juiste tijd en locatie te voorspellen. Een team van de astronoom Santos Sanz van de Astrofísica de Andalucía in Granada in Spanje organiseerde 12 telescopen van 10 verschillende observatoria om de sterbedekking door Haumea waar te nemen en zo de grootte en de vorm van de dwergplaneet beter te kunnen bepalen. Normaal gesproken zijn schaduwen groter dan de objecten die ze bedekken. Als je bijvoorbeeld je hand dichter of verder weg beweegt van een zaklamp dan zie je dat de schaduw van je hand op groter en kleiner wordt. Maar de ster bevond zich ten opzichte van de Aarde en Haumea zo ver weg dat de schaduw van de dwergplaneet volledig werd benut.

Volgens Santos Sanz is dit een erg krachtige techniek om groottes te bepalen. De astronomen bepaalden de grootte van de langste as van Haumea op minstens 2300 kilometer en dan is 17% meer dan eerdere schattingen.

De nauwkeuriger metingen van Haumea maakten het voor de astronomen mogelijk om meer eigenschappen van de dwergplaneet te berekenen. Uitgaande van de rotatie konden de vorm en het volume beter worden berekend. Als dit wordt gecombineerd met de massa – die berekend kon worden uit de banen van de manen – dan kan ook de dichtheid van de dwergplaneet beter worden bepaald. Die dichtheid is lager dan eerdere schattingen en komt nu dichter in de buurt van andere Kuiper gordelobjecten zoals Pluto.

De nieuwe metingen brengen mogelijk wel de dwergplaneetstatus van Haumea in gevaar. Ofschoon veel planeten en dwergplaneten geen perfecte bolvorm hebben – de Aarde stulpt bijvoorbeeld aan de evenaar ook een beetje uit – zijn ze allemaal wel groot genoeg om onder invloed van hun zwaartekracht een ronde vorm aan te nemen. Kleine objecten daarentegen hebben niet genoeg zwaartekracht om hun eigen stijfheid te overwinnen en hebben daarom meestal een vreemde vorm. Dit criterium speelt een centrale rol in de definitie van een dwergplaneet en het betere beeld dat we nu van Haumea hebben wijkt af van de geldende definities. Santos Sanz weet niet of hiermee de definitie van een dwergplaneet aangepast zal worden. Hijzelf denkt dat dit na verloop van tijd misschien wel gaat geburen.

Maar het meest verrassende is dat astronomen ringen hebben ontdekt bij Haumea. In de nacht dat Haumea voorlangs de ster bewoog zagen de astronomen een vreemde verandering in de waargenomen lichtcurve. Het licht werd net voor en na Haumea de ster bedekte zwakker alsof er iets anders aanwezig was dat het licht tegenhield. Men dacht meteen aan een ring en maanden van nauwkeurig onderzoek volgden voordat men tot de conclusie nam dat er een ring met een breedte van ongeveer 70 kilometer om de evenaar draait. Deze ring bevindt zich op een afstand van ongeveer 1000 kilometer van het oppervlak van de dwergplaneet.

Ringen duiden er vaak op dat er in een niet zo ver verleden een botsing heeft plaatsgevonden. In dit geval denkt men aan enkele honderden miljoenen jaren tot maximaal 1 miljard jaar. De herkomst van de ring is onbekend en het voegt weer meer vragen toe aan het rijtje dat astronomen al hebben over deze dwergplaneet.

De ongebruikelijke kenmerken van Haumae – de ringen, manen en de vreemde vorm – hebben misschien een relatie met elkaar. In 2007 bracht een team van de Universiteit van Californië de baan van Haumea, zijn twee manen Hi’iaka en Namaka in kaart samen met andere andere Kuiper gordelobjecten die eenzelfde hoge concentratie waterijs bevatten. Die hoge concentratie waterijs is ongebruikelijk voor objecten voorbij de baan van Neptunus. De opgestelde modellen toonden aan dat alle objecten kunnen zijn ontstaan toen een jonge en grotere Haumea op een ander groot Kuiper gordelobject knalde. Door de botsing knalden fragmenten weg en raakte de dwergplaneet in een duizelingwekkend snelle draaiing. Enkele van die fragmenten vonden hun eigen baan om de Zon, twee fragmenten draaien nu vermoedelijk als maan om Haumea heen en het resterende stof heeft zich vermoedelijk samengetrokken tot een ring.

Maar Santos Sanz en andere astronomen waarschuwen voor overhaaste conclusies. Het is één van de theorieën, er is niets definitief.

Haumea is niet het kleinste bekende object met ringen. In 2013 ontdekten astronomen ringen rond de 302 kilometer grote asteroïde Chariklo en in 2015 werden ringen gevonden bij de vergelijkbare asteroïde Chiron. De beide asteroïden maken deel van van een groep asteroïden die de Centauren wordt genoemd en die mogelijk afkomstig zijn uit de Kuiper gordel. Mogelijk zijn ringen bij dergelijke objecten veel algemener dan voorheen werd aangenomen. Veel is nog onbekend maar astronomen leren meer en meer bij iedere ontdekking die ze doen.

 

Eerste publicatie: 11 oktober 2017