Astronomen haben neue Erkenntnisse über den Zwergplaneten Eris im äußeren Sonnensystem gewonnen. Dies gelang während eines Vorüberwanderns des Objekt vor einem dahinterliegenden Stern. Eris ist demnach von der Größe her nahezu eine perfekte Zwillingsschwester des Pluto und scheint eine stark reflektierende Oberfläche zu besitzen. Dabei könnte es sich um eine dünne Eisschicht handeln – vermutlich die ausgefrorene und als Reif zu Boden gegangene Atmosphäre der Eris.
Im November 2010 bot der Zwergplanet Eris den Astronomen eine besondere Chance: Er wanderte von der Erde aus gesehen vor einem schwachen Hintergrundstern vorbei. Aufgrund der großen Entfernung und geringen Größe des Zwergplaneten sind solche Ereignisse, so genannte Sternbedeckungen, sehr selten und auch nur schwer zu beobachten. Sternbedeckungen stellen jedoch die genaueste und oft sogar die einzige Methode dar, den Durchmesser und die Form von Objekten aus den Außenbereichen des Sonnensystems zu bestimmen.
„Die Beobachtung von Sternbedeckungen durch Kleinkörper, die sich jenseits der Neptunbahn befinden, erfordert höchste Genauigkeit und eine sorgfältige Planung. Um die Größe von Eris zu bestimmen ist dies allerdings die beste Methode – abgesehen von einem Flug dorthin“, erklärt Erstautor Bruno Sicardy von der Universite´ Pierre et Marie Curie in Paris.
Beobachtet wurde die Eris-Sternbedeckung an zwei Standorten: Am La Silla Observatorium der ESO, wo das TRAPPIST-Teleskop für die Beobachtung eingesetzt wurdeund durch zwei Teleskope in San Pedro de Atacama, ebenfalls in Chile. Alle drei Teleskope registrierten in dem Moment, als Eris das Licht des weit entfernten Sterns abschirmte, einen plötzlichen Abfall der Helligkeit des Sterns.
Eris ist etwa genauso groß wie Pluto
Frühere Messungen mit anderen Methoden hatten nahegelegt, dass Eris mit einem geschätzten Durchmesser von 3.000 Kilometern um etwa 25 Prozent größer als Pluto sein müsste. Die neuen, genaueren Beobachtungen zeigen stattdessen, dass beide in etwa gleich groß sind. Der Durchmesser von Eris wurde auf 2.326 Kilometern bestimmt. Da Unsicherheit der Messungen gerade einmal 12 Kilometer beträgt, ist die Größe von Eris nun weit besser bekannt als die ihres Gegenstücks Pluto, dessen Durchmesser irgendwo zwischen 2.300 und 2.400 Kilometern liegt. Der Durchmesser von Pluto ist schwerer zu bestimmen, da Pluto eine Atmosphäre und dadurch keinen scharfen Rand mehr besitzt, der sich bei einer Bedeckung direkt nachweisen ließe.
Mithilfe der Bewegung von Dysnomia, dem Mond der Eris, konnten die Astronomen auch die Masse von Eris bestimmen. Es stellte sich heraus, dass Eris um 27 Prozent schwerer ist als Pluto. Aus Masse und Durchmesser ergebe sich eine mittlere Dichte von rund 2,52 Gramm pro Kubikentimeter, berichten die Forscher. “Ein solcher Dichtewert lässt darauf schließen, dass Eris größtenteils aus Gestein bestehen und von einem vergleichsweise dünnen Mantel aus Eis umgeben sein dürfte”, erläutert Emmanuel Jehin von der Université de Liège in Belgien.
Extrem helle Eisoberfläche
Die Oberfläche von Eris wirft 96 Prozent des einfallenden Lichtes zurück. Damit ist die Oberfläche sogar stärker reflektierend als frisch gefallener irdischer Schnee und macht Eris zusammen mit dem Saturnmond Enceladus zu einem der am besten reflektierenden Objekte im Sonnensystem. Das Spektrum des Zwergplaneten zeigt, dass seine Oberfläche von einer weniger als einen Millimeter dicken Mischung aus einem stickstoffreichen Eis mit gefrorenem Methan bedeckt sein dürfte.
“Diese Eisschicht könnte entstanden sein, als sich die Stickstoff- oder Methanatmosphäre des Zwergplaneten als Reif auf seiner Oberfläche niedergeschlagen hat, als Eris sich auf seiner langgestreckten Bahn weiter von der Sonne entfernt hat und daher kälter wurde“, fügt Jehin hinzu. Wenn sich Eris wieder dem sonnennächsten Punkt ihrer Bahn mit etwa 5,7 Milliarden Kilometern Distanz zur Sonne nähert, könnte sich das Eis wieder zu Gas umwandeln.
“Es ist wirklich erstaunlich, wie viel wir über ein so kleines und fernes Objekt wie Eris herausfinden können, indem wir mit vergleichsweise kleinen Teleskopen beobachten, wie es vor einem Stern vorbeizieht. Fünf Jahre nach der Einführung der neuen Objektklasse der Zwergplaneten lernen wir nun endlich eines der ersten Mitglieder dieser Klasse richtig kennen“, schließt Sicardy. (Nature, 2011; DOI:10.1038/nature10550)
(ESO, 28.10.2011 – NPO)
