Orcus – kandidaat dwergplaneet

 

kandidaat dwergplaneet Orcus
90482 Orcus. De beweging van Orcus ten opzichte van de achtergrondsterren (credit: NASA)

Sinds 2000 zijn er meer en meer objecten ontdekt in de buitenste delen van het zonnestelsel die in aanmerking komen voor de kwalificatie van dwergplaneet. Echter totdat dit officieel is gebeurd worden ze aangeduid als Kuipergordel objecten of trans- Neptuniaanse objecten. Dit geldt ook voor Orcus, een groot object dat ongeveer 10 jaar geleden in de buurt van Pluto werd ontdekt.

Ofschoon de baankarakteristieken en de grootte van Orcus overeenkomen met die van Pluto zijn er ook grote tegenstellingen. Orcus wordt daarom wel vaker de anti-Pluto genoemd en dat komt ook terug in de naamgeving. Orcus is nog niet officieel door de IAU gecategoriseerd als dwergplaneet maar veel astronomen zijn het met elkaar eens dat Orcus in de nabije toekomst aan alle eisen zal voldoen.

Ontdekking en naamgeving

Orcus werd op 17 februari 2004 ontdekt door Mike Brown, Chad Trujillo en David Rabinowitz. Ofschoon Orcus is ontdekt op opnames die in 2004 zijn gemaakt is het object ondertussen ook teruggevonden op opnames van 8 november 1951.

Orcus had de voorlopige aanduiding 90482 DW en kreeg op 22 november 2004 door de IAU de officiële naam Orcus toegekend geheel conform de afspraken dat objecten met een baan en grootte vergelijkbaar met die van Pluto worden vernoemd naar goden uit de onderwereld. Het ontdekkingsteam stelde daarom de naam Orcus voor naar de Etruskische god van de onderwereld en het equivalent van de Romeinse god Pluto.

Massa, grootte en baan

Vanwege de grote afstand zijn er verschillende schattingen gedaan over de diameter en de massa van Orcus. In 2008 maakte de Spitzer telescoop opnames van Orcus waaruit een grootte van 958,4 ± 22,9 km kwam. In 2013 werden er metingen gedaan met behulp van de Herschel telescoop in het submillimeter gebied en de berekeningen over de grootte kwamen overeen met die van de Spitzer telescoop.

Orcus heeft vermoedelijk een albedo van 21% tot 25% en dat is een typisch albedo voor een trans-Neptuniaans object met een diameter van ± 1000 kilometer. Deze schattingen zijn echter gebaseerd op een enkelvoudig object. In 2007 ontdekte Brown de maan Vanth. Deze maan is relatief groot en dat betekent dat de schattingen van de grootte van Orcus bijgesteld moeten worden.

De absolute magnitude van Vanth wordt geschat op 4,88 en dat betekent dat de maan 11 keer lichtzwakker is dan Orcus zelf. Als beide objecten eenzelfde albedo hebben van 23% dan betekent dit dat de diameter van Orcus ligt tussen de 892 en 942 kilometer. Vanth heeft dan een doorsnede van 260 tot 293 kilometer.

De massa van het Orcus-systeem wordt geschat op 6,32 ± 0,05 * 1020 kilogram. Dit is ongeveer 3,8% van de massa van de dwergplaneet Eris. Hoe deze massa is verdeeld tussen Orcus en Vanth hangt af van hun relatieve grootte. Als Vanth een diameter heeft van 1/3-de van de diameter van Orcus dan is zijn massa slechts 3% van het totaal. Echter als de diameter ongeveer de helft is van de diameter van Orcus dan is de massa van Vanth 1/12-de van het hele systeem oftewel ± 8% van de massa van Orcus.

De baan van Orcus
De banen van Orcus en Pluto (credit: NASA)

Net zoals Pluto heeft Orcus een lange omlooptijd. Orcus draait in 245,18 jaar (89552 dagen) om de Zon. Orcus is in een 2:3 resonantie met Neptunus en beweegt zich boven de ecliptica tijdens zijn perihelium. De inclinatie en de excentriciteit van de baan zijn gelijk aan die van Pluto: 20,573° ten opzichte van de ecliptica en 0,227 excentriciteit van de baan.

In het perihelium bevindt Orcus zich op 4,53 miljard kilometer (30,27 Astronomische Eenheden) van de Zon en in het aphelium bedraagt de afstand 7,19 miljard kilometer (48,07 Astronomische Eenheden). Echter, Pluto en Orcus zijn tegenover elkaar georiënteerd. Als Orcus in zijn aphelium is dan bevindt Pluto zich in zijn perihelium en omgekeerd. Het is hierom dat Orcus vaak de anti-Pluto wordt genoemd.

Samenstelling

De dichtheid van Orcus en Vanth (er van uitgaande dat ze allebei dezelfde dichtheid hebben) wordt geschat op 1,5 g/cm3. Spectroscopische waarnemingen en waarnemingen in het nabije infrarood duiden op een neutrale kleur van het oppervlak en op signalen van water. In 2004 zijn er waarnemingen gedaan door de ESO en de Gemini sterrenwacht en ook die duidden op een mogelijke aanwezigheid van waterijs een koolwaterstof bevattende componenten.

Mogelijk is Orcus opgebouwd uit een kern van gesteente en een mantel die is opgebouwd uit waterijs, methaanijs en mogelijk ook tholines alhoewel er minder tholines zijn als er op andere Kuipergordel objecten zijn aangetroffen. Tholines zorgen voor een rode kleur en Orcus is niet echt rood van kleur. Het waterijs en methaanijs beslaan 30% tot 50% van het oppervlak en dat betekent dat de hoeveelheid ijs aan de oppervlakte kleiner is dan op Charon maar wel weer overeenkomt met de hoeveelheid op Triton.

Op Orcus komt vermoedelijk kristallijn ijs voor dat een gevolg kan zijn van cryo-vulkanisme en het mogelijk voorkomen van ammoniak opgelost in water en/of methaan/ethaanijs. Hiermee is Orcus uniek in de Kuipergordel want ammoniak is tot nu toe alleen aangetoond bij de Uranusmaan Miranda.

Maan

In 2011 werd een maan in een baan om Orcus ontdekt. De maan werd ontdekt op foto’s die op 13 november 2005 waren gemaakt met de Hubble telescoop. De maan kreeg de aanduiding S/2005 (90482) en kreeg op 30 maart 2005 zijn echte naam Vanth. Deze naam is het resultaat van een poll waarin Mike Brown de lezers van zijn wekelijkse kolom vroeg om suggesties.

Vant is de naam van de Etruskische godin die de zielen van de doden begeleidt naar de onderwereld. Deze suggestie werd door de IAU overgenomen en sinds maart 2010 is dit dan ook de naam van de maan.

Vanth draait in een bijna cirkelvormige baan om Orcus heen. De afstand bedraagt 9030 ± 89 kilometer en de excentriciteit van de baan bedraagt 0,007. Vanth heeft 9,54 dagen nodig voor een omwenteling om Orcus. Vanth is vermoedelijk niet het resultaat van een grote botsing met een ander object omdat het spectrum heel anders is dan het spectrum van Orcus.

Vanth is vermoedelijk een Kuipergordel object dat door Orcus is ingevangen maar het is ook heel wel mogelijk dat Vanth van Orcus is afgesplitst in de beginjaren van het zonnestelsel toen Orcus nog veel sneller om zijn as draaide en nog niet helemaal was gestold.

Er is nog heel veel onbekend over Orcus en dat zal ook nog wel even zo duren want er zijn geen ruimtemissies gepland naar deze verre werelden. Als we, bij het beter worden van onze waarneeminstrumenten, meer leren over de grootte, vorm en samenstelling dan zal Orcus in de nabije toekomst vermoedelijk worden toegevoegd aan de groeiende lijst van bevestigde dwergplaneten.

Eerste publicatie: 2 september 2017
Laatste keer bewerkt op: 3 oktober 2017