Hámea

Dvergreikistjarna

Tveir rannsóknarhópar gera tilkall til þess að hafa uppgötvað Hámeu og ekki hefur verið skorið úr um hvor þeirra á heiðurinn. Hópur undir forystu Mike Brown við Caltech háskóla telur sig hafa fundið hnöttinn árið 2004 en hópur spænskra stjörnufræðinga telur sig hafa fundið Hámeu árið 2005, áður en hópur Browns tilkynnti um sína uppgötvun.

Hinn 17. september 2008 gaf Alþjóðasambands stjarnfræðinga henni opinberlega nafnið Hámea og gerði hana á sama tíma að dvergreikistjörnu.

Hámea er um þriðjungi efnisminni en Plútó og líklega helmingi minni að stærð. Mælingar sýna að Hámea snýst mjög hratt eða einu sinni á tæpum fjórum klukkustundum sem bendir ennfremur til þess að hún sé sporöskjulaga en ekki hnattlaga. Hraður möndulsnúningur, hár eðlismassi, birta yfirborðsins og skortur á reikulum efnum öðrum efn vatnsís bendir til þess að Hámea sé stærsti hnötturinn í árekstrafjölskyldu sem inniheldur nokkur önnur stór útstirni og tunglin tvö, Hi'iaka og Namaka.

1. Uppgötvun

Sagan á bak við uppgötvun Hámeu er flókin og umdeild. Tveir rannsóknarhópar gera tilkall til uppgötvunarinnar: Spænskur hópur undir forystu José Luis Ortiz annars vegar og bandarískur hópur undir forystu Mike Brown hins vegar.

Árið 2004 höfðu Mike Brown og samstarfsmenn hans við Caltech háskóla um nokkurra ára skeið leitað kerfisbundið að „tíundu reikistjörnunni“ handan við Plútó. Brown hafði veðjað við vin sinn um að tíunda reikistjarnan kæmi í leitirnar innan fimm ára, þ.e. fyrir árslok 2004.

Allar líkur voru á að Brown þyrfti að játa sig sigraðann í veðmálinu en leitaði stöðugt í gögnunum sem aflað hafði. Hinn 28. desember tók hann eftir björtum og áður óþekktum hnetti á myndum sem teknar voru með 1,3 metra SMARTS sjónaukanum í Palomar stjörnustöðinni í Bandaríkjunum rúmu hálfu ári fyrr eða hinn 6. maí 2004. Þar sem Brown fann hnöttinn skömmu eftir jól var honum gefið gælinafnið „Santa“ eða „Jólasveinn“.

Fljótlega kom í ljós að hnötturinn nýfundni var helmingi minni en Plútó og því of smár til að geta talist reikistjarna. Brown og félagar ákváðu þess vegna að tilkynna ekki opinberlega um uppgötvunina strax, heldur halda henni leyndri ásamt fleiri uppgötvunum á nokkrum öðrum stórum útstirnum, svo hægt væri að gera ítarlegri rannsóknir á þeim.

Í janúar 2005 var Keck sjónaukunum í Mauna Kea stjörnustöðinni á Hawaii beint að hnettinum og fannst þá annað af tveimur tunglum hnattarins (seinna fannst í júní sama ár). Það gerði stjörnufræðingnum kleift að mæla massann nákvæmlega sem sýndi að Hámea var mun bergkenndari en önnur útstirni á meðan tunglin eru að mestu leyti úr ís.

Hinn 7. júlí 2005 var Brown um það bil að ljúka við grein um uppgötvunina þegar dóttir hans kom í heiminn, sem seinkaði birtingu greinarinnar. Hinn 20. júlí birti Caltech hópur Browns svo ágrip af grein þar sem fram kom að tilkynna ætti um uppgötvun á hnettinum í september. Í .þessari grein var Hámea kölluð K40506A.

1.1 Spænski hópurinn

Um sama leyti, í júlí 2005, var Pablo Santos Sanz, nemandi stjörnufræðingsins José Luis Ortiz við Instituto de Astrofísica de Andalucia í Sierra Nevada stjörnustöðinni á suður Spáni, að skoða myndir sem Ortiz og samstarfsfólk hans höfðu tekið milli 7. og 10. mars 2003 þegar hann tók eftir fjarlægu fyrirbæri sem vakti forvitni þeirra.

Frekari eftirgrennslan leiddi í ljós að hnötturinn var óþekktur en um leið rákust þeir á upplýsingar á internetinu frá Brown þar sem hann lýsti björtu útstirni á sömu slóðum og Spánverjarnir höfðu fundið hnöttinn.

Hinn 26. júlí fundu þeir skrár yfir mælingar Browns og félaga af Hámeu sem, að þeirra sögn, innihéldu ekki nægar upplýsingar til þess að þeir gætu sagt til að um sama fyrirbæri væri að ræða. Teymi Ortiz hafði samband við Minor Planet Center (MPC), sem er yfirvaldið þegar kemur að skrásetningu smáhnatta í sólkerfinu, en þar voru heldur engar upplýsingar til um fyrirbærið. Aðfaranótt 27. júlí 2005 sendi Ortiz tölvupóst til Minor Planet Center með titlinum „Big TNO discovery, urgent“ án þess að minnast á gagnasafn Caltech hópsins. Daginn eftir skoðaði Ortiz gagnasafn Caltech hópsins aftur, þar á meðal nýrri mælingar.

Ortiz óskaði eftir frekari mælingum frá stjörnuáhugamanninum Reiner Stoss við stjörnustöðina á Mallorca sem fann Hámeu á myndum frá Palomar stjörnustöðinni sem teknar voru árið 1955. Stoss tókst ennfremur að staðsetja Hámeu sjálfur sömu nótt, 28. júlí. Þegar það lá ljóst fyrir sendi hópur Ortiz upplýsingarnar til Minor Planet Center og gerði þar með tilkall til uppgötvunarinnar, án þess að minnast á að Ortiz hefði skoðað gögn Caltech hópsins.

Hinn 29. júlí voru mælingarnar birtar hjá Minor Planet Center og sama dag sendi hópur Ortiz frá sér fréttatilkynningu þar sem nýi hnötturinn (Hámea) var kölluð „tíunda reikistjarnan“.

1.2 Skúbb

Brown og félagar vöknuðu upp við vondan draum þegar þeir sáu tilkynninguna frá Ortiz. Þeir höfðu verið skúbbaðir. Brown var sár og svekktur en óskaði Ortiz og teymi hans til hamingju með uppgötvunina.

Sama dag og tilkynningin frá Ortiz birtist tilkynnti hópur Browns um uppgötvun á öðrum hnetti í Kuipersbeltinu sem nú heitir Eris. Eris var bæði fjarlægar og bjartari og virtist stærri en Plútó og átti því tilkall til þess að vera kölluð tíunda reikistjarnan. Brown ákvað að tilkynna um uppgötvunina á undan áætlun til þess að koma í veg fyrir að hið sama gerðist og í tilviki Hámeu. Mælingar og gögn Browns um Erisi og Hámeu voru nefnilega öllum aðgengilegar. Brown tilkynnti einnig samdægurs um uppgötvunina á öðru tungli Hámeu.

Brown baðst seinna afsökunar á að hafa skyggt á tilkynningu spænsku stjörnufræðingnna með því að tilkynna um uppgötvuina á Erisi en útskýrði að einhver hefði sótt gögnin þeirra og hann óttaðist að verða skúbbaður aftur. Ortiz brást ekkert við þeim orðum.

Þegar Brown skoðaði skrár vefþjónsins þar sem gögnin hans voru geymd, sá hann að gögnin höfðu verið sótt frá Sierra Nevada stjörnustöðinni daginn fyrir tilkynninguna. Í skránum voru nægar upplýsingar fyrir Ortiz að finna Hámeu á myndum sínum frá árinu 2003. Þá runnu á Brown tvær grímur.

Hinn 9. ágúst sendi Brown Ortiz tölvupóst og óskaði skýringa. Ortiz svaraði ekki svo Brown sendi fyrir hönd Caltech hópsins, formlega kvörtun til Alþjóðasambands stjarnfræðinga þar sem hann sakaði Ortiz um óheiðarleg vinnubrögð og stuld á gögnum. Brown óskaði eftir því að Minor Planet Center svipti þá heiðrinum af uppgötvuninni. Ortiz viðurkenndi síðar að hafa skoðað athuganir Caltech hópsins en hafnaði því að hafa haft rangt við, — hann hefði aðeins verið í leit að upplýsingum til að staðfesta eigin uppgötvun. Brown velti hins vegar fyrir sér hvort spænsla teymið hefði í raun fundið Hámeu áður en þeir komust á snoðir um ágripið og mælingarnar.

1.3 Nafn

Reglur Alþjóðasambands stjarnfræðinga kveða á um að sá hljóti heiðurinn af uppgötvun á smáhnöttum í sólkerfinu sem fyrstur tilkynnir um hana til Minor Planet Center ásamt nægum gögnum til að reikna út braut fyrirbærisins. Einnig fær sá einstaklingur eða rannsóknarhópur sem finnur fyrirbærið rétt til þess að leggja til nafn, innan vinnureglna Alþjóðasambandsins.

Hinn 29. júlí 2005 fékk Hámea fyrsta opinbera en tímabundna skráarheiti sitt, 2003 EL₆₁, eftir ártalinu og dagsetningunni sem myndin var tekin og hnötturinn fannst á.

Ortiz og samstarfsfólk hans lögðu til að hnötturinn fengi nafnið Ataecina eftir íberísku undirheimagyðjunni. Rómversk hliðstæða hennar er Prosperína, ein ástkvenna Plútós. Ataecina er hins vegar undirheimagyðja og hefði þar af leiðandi aðeins verið viðeigandi nafn á hnetti sem, eins og Plútó, er í brautarherma með Neptúnus, sem Hámea er ekki.

Viðmiðunarreglur Alþjóðasambands stjarnfræðinga segja að fyrirbæri í klassíska Kuipersbeltinu skuli nefnd eftir sköpunarguðum og -gyðjum. Í september 2006 lagði Caltech hópurinn til að nöfn úr goðsögnum innfæddra Hawaiibúa yrðu notuð fyrir 2003 EL₆₁ og tunglin tvö til heiðurs þeim stað þar sem tunglin fundust.

David Rabinowitz úr Caltech hópnum lagði til að hnötturinn yrði kallaður Hámea, eftir gyðju fæðinga og frjósemi hjá Hawaiibúum. Hámea tekur á sig ýmsar myndir og upplifað ýmsar fæðingar. Hún táknar einnig frumefni stein, sem er viðeigandi því Hámea er að mestu leyti berg. Auk þess er Hámea gyðja Hawaiieyja þar sem Mauna Kea stjörnustöðin er.

Rabinowitz lagði ennfremur til að tunglin hlytu nöfnin Hi'iaka og Nāmaka eftir dætrum Hámeu. Þær urðu til úr mismunandi líkamshlutum hennar, sem einnig er táknrænt því tunglin hafa næsta örugglega orðið til eftir árekstur við Hámeu.

Deilurnar um hvort rannsóknarteymið ætti að hljóta heiðurinn af uppgötvun Hámeu dróst á langin og seinkaði því að hnettirnir fengju opinber nöfn. Hinn 17. september 2008 komst nafnanefnd Alþjóðasambands stjarnfræðinga lokst að niðurstöðu og samþykkti tillögur Rabinowitz. Í skrám er engu að síður sagt að Hámea hefði fundist 7. mars 2003 með sjónauka í Sierra Nevada stjörnustöðinni á Spáni en hvorugur hópur er formlega skráður fyrir uppgötvuninni.

2. Braut og snúningur

Hámea tilheyrir Kuipersbeltinu og er braut hennar dæmigerð fyrir fyrirbæri af því tagi. Umferðartími hennar um sólina er 284 ár. Við sólnánd er hún í 35 stjarnfræðieininga fjarlægð (7,7 milljarðar km) en í sólfirrð er hún 51 stjarnfræðieiningar í burtu (5,2 milljarðar km). Hámea var seinast í sólfirrð árið 1992.

Braut Hámea hallar um 28 gráður miðað við sólbauginn eða brautarflöt Jarðar. Miðskekkja sporbrautarinnar er örlítið meiri en miðskekkja annarra hnatta í árekstrafjölskyldu Hámeu, líklega vegna þyngdaráhrifa frá Neptúnusi sem hefur breytt brautinni lítillega í gegnum tíðina.

Hámea snýst um sjálfa sig á aðeins tæplega fjórum klukkustundum, hraðast allra hnatta í sólkerfinu sem eru stærri en 100 km í þvermál. Sennilega má rekja þennan hraða möndulsnúning til árekstursins sem myndaði tungl og árekstrafjölskyldu Hámeu.

3. Fylgitungl

Hámea (í miðju) og fylgitunglin Hi'iaka (undir) og Namaka (yfir) á mynd sem tekin var 30. júní 2005. Mynd: Mike Brown

Hámea hefur tvö tungl, Hi'iaka og Namaka. Mike Brown og félagar í Caltech hópnum fundu bæði tunglin með Keck sjónaukunum í Mauna Kea stjörnustöðinni á Hawaii, annars vegar hinn 26. janúar 2005 (Hi'iaka) og hins vegar 30. júní sama ár (Namaka).

Hinn 17. september 2008 var tunglunum gefin nöfnin Hi'iaka og Namaka eftir dætrum Hámeu. Hi'iaka er verndargyðja og dansgyðja Hawaiieyju en Namaka er gyðja vatns og hafsins og kældi hraunin sem runnu frá systur þeirra, eldfjallagyðjunni Pele, út í hafið og breyttist í nýtt land.

3.1 Hi'iaka

Hi'iaka er stærra og ytra tungl Hámeu. Það er í nálega 50.000 km fjarlægð frá Hámeu og gengur um hana á nærri hringlaga braut, sem hallar um 126 gráður miðað við sólbauginn, á um 49 dögum. Þegar tunglið fannst var því gefið gælunafnið „Rúdólf“ eftir einu af átta hreindýrum jólasveinsins.

Hi'iaka er talið um 300-350 km í þvermál. Mælingar með Hubble geimsjónaukanum og Keck sjónaukunum sýna að massi þess er 0,45% af massa Hámeu.

Litrófsmælingar sýna að yfirborðið er að langmestu leyti úr vatnsís.

3.2 Namaka

Namaka er innra og minna tungl Hámeu. Það er í um það bil 25,6 þúsund km fjarlægð frá Hámeu og gengur um hana á 18,2 dögum. Braut Namaka er meira sporöskjulaga en braut Hi'iaka. Þegar tunglið fannst var því gefið gælunafnið „Blitzen“ eftir einu af átta hreindýrum jólasveinsins.

Namaka er talið um 170 km í þvermál og aðeins 0,05% af massa Hámeu.

Líkt og Hi'iaka er Namaka að langmestu leyti úr vatnsís.

4. Flokkun

Hámea er nógu stór og efnismikil til þess að hennar eigin þyngdarkraftur geri hana nokkurn veginn hnattlaga. Hún er hins vegar ekki nógu stór til þess að hafa hreinsað nágrenni sitt af sambærilegum hnöttum. Hámea telst þess vegna dvergreikistjarna eins og Plútó. 

5. Stærð og massi

Hámea lítur út og snýst (á fjórum klukkustundum) nokkurn veginn svona. Mynd: Mike Brown

Fylgitungl Hámeu gera stjörnufræðingnum kleift að reikna út massa Hámeu út frá sporbrautum þeirra með þriðja lögmáli Keplers. Massinn reynist 4,2 x 10²¹kg eða 28% af massa Plútós-Karons og 6% af massa tunglsins.

Ljósmælingar sýna að Hámea snýst mjög hratt eða einu sinni á tæplega fjórum klukkustundum. Þessi hraði snúningur veldur því að Hámea er í laginu eins sporvala eða egg eða amerískur fótbolti. Stærðin er líklega í kringum 2000 x 1500 x 1000 km og meðalþvermálið um 1400 km. Hámea er þar af leiðandi eitt stærsta útstirnið sem vitað er um en þó minni en Eris, Plútó, líklega Makemake líka og hugsanlega 2007 OR₁₀.

Hraður möndulsnúningur og lögunin segir einnig sitthvað um eðlismassa Hámeu og gefur þar af leiðandi hugmynd um efnasamsetninguna. Stærð og massi Hámeu sýnir að eðlismassinn er í kringum 3 g/cm³ sem er nálægt eðlismassa tunglsins (3,3 g/cm³) og meiri en eðlismassi Plútós (1,9 g/cm³). Eðlismassinn segir okkur því að Hámea sé að mestu leyti úr bergi, ólíkt flestum öðrum útstirnum sem hafa þykkan ísmöttul yfir einhvers konar bergkjarna.

6. Yfirborð

Yfirborð Hámeu eru mjög bjart en það endurvarpar á bilinu 60-80% þess sólarljóss sem á það fellur. Yfirborðið er því álíka bjart og nýsnævi á Jörðinni. Hitastigið á yfirborðinu er þá líklega í kringum –230°C.

Litrófsmælingar sýna ennfremur merki þess að yfirborðið sé að mestu leyti úr vatnsís en skortir reikul efni eins og ammóníak og metan sem einkennir yfirborð margra útstirna. Þessi efnasamsetning kemur heim og saman við þá kenningu að Hámea hafi orðið fyrir árekstri sem bræddi reikulu efnin og þeytti ísmöttli hennar út í geiminn sem urðu síðan tunglin annars vegar og íshnattafjölskyldan hins vegar.

7. Hámeu árekstrarfjölskyldan

Hámea er stærsti hnötturinn í árekstrarfjölskyldu, þ.e. hópi hnatta sem eru svipaðir að efnasamsetningu, eru á samskonar sporbrautum um sólina og eru taldir hafa myndast við árekstur. Fyrir utan Hámeu og tunglin tvö samanstendur hópurinn af eftirfarandi íshnöttum:

• (55636) 2002 TX₃₀₀ (≈364 km)
  

• (24835) 1995 SM₅₅ (≈174 km)

• (19308) 1996 TO₆₆ (≈200 km)

• (120178) 2003 OP₃₂ (≈230 km)
  

• (145453) 2005 RR₄₃ (≈252 km)

Tvær tilgátur eru uppi um uppruna þessara hnatta. Brown og samstarfsmenn hans telja að hópurinn sé einfaldlega bein afleiðing áreksturs við Hámeu en aðrir telja að sagan sé öllu flóknari. Samkvæmt seinni tilgátunni varð fjölskyldan til eftir áreksturs en í stað þess að þeytast strax út í geiminn varð til eitt stórt tungl í kringum Hámeu sem síðar sundraðist í öðrum árekstri. Þessi tilgáta skýrir betur hraðann sem íshnettirnir í fjölskyldunni eru ferðast á um leið og fjarlægðin milli þeirra eykst.

Tengt efni

• Ceres
  

• Plútó
  

• Eris
  

• Makemake
  

• Útstirni

Heimildir

1. Mike Brown: Haumea — the strangest object in the Kuiper belt.
   

2. Mike Brown's Planets: Haumea. mikebrownsplanets.com

3. Mike Brown's Planets: A ghost of Christmas past. mikebrownsplanets.com

4. Mike Brown. „The electronic trail of the discovery of 2003 EL61“ Caltech

5. Michael E. Brown (2010). How I Killed Pluto and Why It Had It Coming.
   

6. Ragozzinee, D.; Brown, M. E (2007). „Candidate Members and Age Estimate of the Family of Kuiper Belt Object 2003 EL61“. Astronomical Journal 134 (6): 2160–2167.

7. Rabinowitz, D. L.; Barkume, Kristina; Brown, Michael E.; Roe, Henry; Schwartz, Michael; Tourtellotte, Suzanne; Trujillo, Chad (2006). „Photometric Observations Constraining the Size, Shape, and Albedo of 2003 EL61, a Rapidly Rotating, Pluto-Sized Object in the Kuiper Belt“. Astrophysical Journal 639 (2): 1238–1251.

8. Ragozzine, D.; Brown, M. E. (2009). „Orbits and Masses of the Satellites of the Dwarf Planet Haumea = 2003 EL61“. The Astronomical Journal 137 (6): 4766.

9. Brown, M. E.; Barkume, K. M.; Ragozzine, D.; Schaller, L. (2007). „A collisional family of icy objects in the Kuiper belt“. Nature 446 (7133): 294–296.

10. Chadwick A. Trujillo, Michael E. Brown, Kristina Barkume, Emily Shaller, David L. Rabinowitz (2007). „The Surface of 2003 EL61 in the Near Infrared“. Astrophysical Journal 655 (2): 1172–1178.

11. Snodgrass, C.; Carry, B.; Dumas, C.; Hainaut, O. (February 2010). „Characterisation of candidate members of (136108) Haumea's family“. Astronomy and Astrophysics 511: A72.

12. „IAU names fifth dwarf planet Haumea“. Fréttatilkynning IAU.

13. Brown, M. E.; Bouchez, A. H.; Rabinowitz, D.; Sari, R.; Trujillo, C. A.; Van Dam, M.; Campbell, R.; Chin, J.; Hartman, S.; Johansson, E.; Lafon, R.; Le Mignant, D.; Stomski, P.; Summers, D.; Wizinowich, P. (2005). „Keck Observatory laser guide star adaptive optics discovery and characterization of a satellite to large Kuiper belt object 2003 EL61“. Astrophysical Journal Letters 632 (1): L45.

14. Brown, M. E.; Schaller, E. L.; Roe, H. G.; Rabinowitz, D. L.; Trujillo, C. A. (2006). „Direct measurement of the size of 2003 UB313 from the Hubble Space Telescope“. Astronomical Journal Letters 643 (2): L61–L63.

15. Tegler, S. C.; Grundy, W. M.; Romanishin, W.; Consolmagno, G. J.; Mogren, K.; Vilas, F. (2007). „Optical Spectroscopy of the Large Kuiper Belt Objects 136472 (2005 FY9) and 136108 (2003 EL61)“. The Astronomical Journal 133 (2): 526–530.

16. Brown, M. E.; Bouchez, A. H.; Rabinowitz, D.; Sari, R.; Trujillo, C. A.; Van Dam, M.; Campbell, R.; Chin, J.; Hartman, S.; Johansson, E.; Lafon, R.; Le Mignant, D.; Stomski, P.; Summers, D.; Wizinowich, P. (2005). "Keck Observatory Laser Guide Star Adaptive Optics Discovery and Characterization of a Satellite to the Large Kuiper Belt Object 2003 EL61". Astrophysical Journal Letters 632 (1): L45–L48.

17. „IAU Circular 8949“. International Astronomical Union. 17. september 2008.

18. Mike Brown. „Moon shadow Monday (fixed)“. Mike Brown's Planets.

    
    

– Sævar Helgi Bragason