Zwergplanet Eris (2003 UB313, "Xena")

Am 21. Oktober 2003 nahm das Astronomen-Team um Michael Brown mit dem Samuel Oschin Teleskop am Palomar Observatorium erstmals das Kuiper-Gürtel-Objekt 2003 UB313 auf. Doch erst am 5. Januar 2005 lieferte eine verfeinerte Computer-Analyse den entscheidenden Hinweis, dass 3 von vielen tausend Fotos einen neuen Himmelkörper enthielten. Brown und seine Kollegen arbeiteten noch an der wissenschaftlichen Veröffentlichung, als sich im Juli 2005 die Ereignisse überschlugen. Durch ein Versehen waren die Beobachtungsdaten bereits im Internet zugänglich und es bestand die Gefahr, dass andere die Entdeckung unberechtigterweise für sich beanspruchten. Dies war bei dem Kuiper-Gürtel-Objekt 2003 EL61 tatsächlich geschehen und deshalb musste die Existenz von 2003 UB313 auf einer übereilten Pressekonferenz bekannt gegeben werden.
Dieser etwas unglückliche Auftakt geriet jedoch schnell in Vergessenheit, denn 2003 UB313 war offenbar grösser als Pluto und entfachte eine hitzige Debatte darüber, ob es sich um einen 10. Planeten handelte und was überhaupt ein Planet ist. Am 24. August 2006 gab die International Astronomical Union (IAU) dann ihre umstrittene neue Planeten-Definition bekannt. Demnach ist 2003 UB313 kein eigenständiger Planet, sondern nur ein Zwergplanet. Auch der ehemalige Planet Pluto und alle anderen Kuiper-Gürtel-Objekte wurden nur noch als Zwergplaneten eingestuft.
Nach vielen Spekulationen gab die IAU am 13. September 2006 auch die offiziellen Namen für 2003 UB313 und seinen inzwischen entdeckten kleinen Mond bekannt. Auf Vorschlag von Michael Brown wurde 2003 UB313 auf den Namen Eris getauft und sein Mond auf Dysnomia. Eris ist die griechische Göttin des Streits und der Zwietracht und Dysnomia ist ihre Tochter, die Dämonin der Gesetzlosigkeit. Von den bereits in vielen Veröffentlichungen angegebenen Arbeitsbezeichnungen Xena und Gabrielle muss man sich also wieder verabschieden.

Alles Wissenswerte über die neue Planeten-Definition und die Namensvergabe an Eris und Dysnomia ist auf meiner Themenseite "Was ist ein Planet?" zu finden.

Nach seiner Entdeckung wurde Eris auch auf älteren Aufnahmen bis zurück ins Jahr 1989 gefunden, was bei der genauen Berechnung der Bahndaten sehr hilfreich war. Die Umlaufbahn von Eris ist nicht nur extrem exzentrisch, sondern mit 44 Grad auch viel stärker geneigt, als die von Pluto. Zur Zeit befindet sich Eris in der Nähe seines sonnenfernsten Punkts und ist deshalb noch weiter entfernt als Sedna, der sich gerade bei seinem Perihel aufhält. Diese Entfernungsverhältnisse werden sich jedoch umkehren, wenn sich Sedna wieder auf den Weg in die innere Oort'schen Wolke macht. Wenn man weis, wo man zu suchen hat, kann Eris sogar mit einer sehr guten Amateur-Ausrüstung beobachtet werden.

Um die Grösse von Eris zu ermitteln, wurde der Zwergplanet zunächst mit dem Spitzer-Weltraumteleskop im Infrarot-Bereich untersucht. Die Theorie dahinter geht davon aus, dass ein grosses Objekt mehr Wärmestrahlung von der Sonne reflektiert, als ein kleines. Wenn man die Entfernung kennt und ähnliche Oberflächen-Eigenschaften wie bei bekannten Kuiper-Gürtel-Objekten annimmt, kann man die Grösse abschätzen. Allerdings registrierte das Spitzer-Weltraumteleskop überhaupt keine Strahlung von Eris, so dass nur eine Obergrenze für den Durchmesser von 3.300 km angegeben werden konnte. Erst Beobachtungen mit dem IRAM Teleskop (Institut für Radioastronomie im Millimeterbereich) lieferten einen ungefähren Durchmesser von 2.600 bis 3.400 km.
Aus einer Serie von 28 Aufnahmen des Hubble-Weltraumteleskops im sichtbaren Licht wurde der bisher genauste Wert von 2.400 km gewonnen. Hubble konnte Eris trotz seiner enormen Entfernung zu einer Scheibe auflösen, die direkt vermessen wurde. Wie man auf der Abbildung links erkennt, war diese Scheibe aber immer noch sehr unscharf, so dass man mehrere Fotos benötigte, die zur Eichung mit einem nahen Hintergrundstern verglichen wurden. Eris ist also etwas grösser als Pluto und damit das zur Zeit grösste bekannte Objekt im Kuiper-Gürtel.

Am Gemini Observatorium auf Hawaii wurden Infrarot-Spektren von Eris aufgenommen, um mehr über die Zusammensetzung seiner Oberfläche zu erfahren. Ähnlich wie bei Pluto wurde auch auf Eris ein hoher Anteil von Methan-Eis gefunden. Die Oberfläche von Eris ist jedoch sehr viel heller, als die von Pluto, und fast weiss, nicht rötlich. Es wird angenommen, dass die gesamte Methan-haltige Atmosphäre von Eris zur Zeit gefroren ist und eine mehrere Zentimeter dicke, helle Eisschicht auf der Oberfläche bildet. Erst wenn Eris wieder in Sonnennähe kommt, verdampft das Eis und gibt möglicherweise dunklere Gebiete frei.
Das Innere von Eris besteht wie die meisten Kuiper-Gürtel-Objekte wahrscheinlich aus einer Mischung von Eis und Gestein.

Der bisher einzige Mond von Eris wurde am 10. September 2005 am Keck Observatorium auf Hawaii entdeckt. Dazu wurde eine spezielle adaptive Optik für lichtschwache Objekte verwendet, die Störungen durch die irdische Atmosphäre korrigiert und ähnlich gute Auflösungen wie beim Hubble-Weltraumteleskop ermöglicht. Es wird vermutet, dass der kleine Mond Dysnomia (inoffizielle Arbeitsbezeichnung "Gabrielle") aus Eis besteht und bei der Kollision grösserer Kuiper-Gürtel-Objekte entstand. Er umkreist Eris auf einer fast perfekt kreisförmigen Umlaufbahn.
Die Entdeckung von Dysnomia war deshalb wichtig, weil aus seinen Bahndaten die Masse von Eris ermittelt werden konnte (siehe auch Keplersche Gesetze). Aus der Masse und dem Durchmesser konnte die Dichte von Eris berechnet werden, was wiederum Rückschlüsse auf die Zusammensetzung zulässt.