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Der grösste Zwergplanet im äusseren Sonnensystem. Entdeckungsgeschichte, Daten, Bilder und Beschreibung von Eris und seinem Mond Dysnomia.
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Zwergplanet Eris (2003 UB313, "Xena")

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Special: Was ist ein Planet? - Warum unser Sonnensystem nur noch 8 Planeten besitzt
Eris und Dysnomia (künstlerische Darstellung)
Der Zwergplanet Eris und sein kleiner Mond Dysnomia (künstlerische Darstellung)
Entdeckung
Entdeckungsaufnahme von Eris
Eine Animation aus den 3 Entdeckungsaufnahmen von Eris (beweglicher Punkt mitte-links)

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 (das inzwischen zum Zwergplaneten Haumea aufgestiegen ist) 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 scheinbar 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 höchstens 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.

Beschreibung
Umlaufbahn von Eris
Die Umlaufbahn von Eris

Nach seiner Entdeckung wurde Eris auch auf älteren Aufnahmen bis zurück ins Jahr 1954 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.

Hubble-Aufnahme von Eris
Eine der Hubble-Aufnahmen von Eris, die zur Bestimmung der Grösse dienten

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, dann 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. Der wirkliche Grund für die fehlende Strahlung lag jedoch darin, dass Spitzer versehentlich nicht exakt auf Eris ausgerichtet war. Erst Beobachtungen mit dem IRAM Teleskop (Institut für Radioastronomie im Millimeterbereich) lieferten einen ungefähren Durchmesser von 2.680 bis 3.320 km.
Aus einer Serie von 28 Aufnahmen des Hubble-Weltraumteleskops im sichtbaren Licht wurde dann ein noch genauerer Wert von 2.300 bis 2.500 km gewonnen. Hubble konnte Eris trotz seiner enormen Entfernung mit Hilfe spezieller Bildverarbeitungs-Techniken 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 bedeckt einen Stern
Am 5. November 2010 konnten mehrere südamerikanische Observatorien die Bedeckung eines Hintergrundsterns durch Eris vermessen.

Am 5. November 2010 kam den Astronomen ein seltenes Ereignis zu Hilfe, als Eris einen schwachen Hintergrundstern bedeckte (Occultation). Mehrere Sternwarten, insbesondere in Südamerika, konnten die Dauer der Bedeckung sehr genau vermessen und daraus den bisher exaktesten Wert für den Durchmesser von Eris berechnen (Bild links). Demnach ist Eris mit 2.326 km doch etwas kleiner als Pluto, aber immerhin konnte er seinen Titel als bisher massereichster Zwergplanet verteidigen und an seiner Kugelform besteht auch kein Zweifel. Inzwischen wird Eris sogar als Zwilling von Pluto bezeichnet.
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 bei den meisten Kuiper-Gürtel-Objekten wahrscheinlich aus einer Mischung von Eis und Gestein.

Die Daten von Eris
Entdeckung 05.01. 2005 durch Brown, Trujillo u. Rabinowitz (Entdeckungs-Aufnahme bereits am 21.10.2003)
Position Zwergplanet im Kuiper-Gürtel
Durchmesser 2.326 km = 0,18 Erddurchmesser = 0,97 Pluto-Durchmesser
Masse 0,0166 x 1024 kg = 0,0028 Erdmassen = 1,33 Pluto-Massen
Mittlere Dichte 2,3 g/cm3
Rotationsperiode ("Tag") > 8 Stunden (?)
Sonnenumlauf ("Jahr") 556,97 Jahre
Aphel 14.593.000.000 km = 97,545 AE
Perihel 5.662.000.000 km = 37,845 AE
Oberflächen-Temperatur
(Schätzung)
Aphel: -248 Grad Celsius
Perihel: -232 Grad Celsius
Ø: -243 Grad Celsius
Relative Helligkeit 18,8
Monde 1
Grössenvergleich
Eris (2003 UB313, Xena) im Vergleich mit anderen transneptunischen Objekten
Monde von Eris
Entdeckungsaufnahme von Dysnomia
Die Entdeckungsaufnahme von Dysnomia: rechts neben Eris ist deutlich ein weiterer Lichtpunkt zu erkennen.

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.

Mond Abmessungen in km Abstand von Eris in km Umlaufzeit in Tagen Entdecker (Jahr)
Dysnomia
("Gabrielle")
100-250 Ø: 37.430
min.: >37.000
max: <38.000
15,772 Brown, Trujillo, Rabinowitz
(2005)

Die Namensvergabe sowohl an Eris als auch an Dysnomia ist übrigens reichlich mit Symbolik behaftet. Eris, die griechische Göttin des Streits, und ihre Tocher Dysnomia, die Dämonin (Daimona) der Gesetzlosigkeit, spielen ganz klar auf die Auseinandersetzungen zwischen den Astronomen um die Planeten-Definition an, die durch die Neuentdeckungen im Kuiper-Gürtel ausgelöst wurden. Trotzdem hält sich Dysnomia an die traditionelle Regel, dass der Name eines Mondes eine Abhängigkeit zum Namen seines Zentralkörpers herstellen sollte. Einen etwas subtileren Bezug eröffnet die englische Übersetzung von Dysnomia: lawlessness ist ein eleganter Verweis auf Lucy Lawless, die Darstellerin der Xena ("X" für den 10. Planeten) in der gleichnamigen TV-Serie. Darüber hinaus soll der Entdecker Michael Brown in Dysnomia auch noch seine Ehefrau Diane ("Di") untergebracht haben und die provisorische Bezeichnung Gabrielle erinnert an die Gefährtin von Xena.
Ähnliche Wortspiele sind auch von Pluto bekannt (Pluton, Herrscher des Totenreichs in der griechisch-römischen Mythologie), dessen Anfangsbuchstaben für die Initialen von Percival Lowell stehen, der wiederum dem Entdecker Clyde Tombaugh als Vorbild diente. In dem Mond Charon (Fährmann des Totenreichs in der griechischen Mythologie) sind dagegen die Anfangsbuchstaben von Charlene verewigt, der Ehefrau des Entdeckers James W. Christy.

Links zu Eris
Eris, die griechische Göttin der Zwietracht
Eris, die griechische Göttin der Zwietracht und Namenspatronin von 2003 UB313
Eris-Seite von Michael Brown
Zwergplanet Eris (Wikipedia)
IRAM-Vermessung von Eris (Universität Bonn)
Spektrum von Eris (Gemini Observatory, Mauna Kea, Hawaii)
Size, density, albedo and atmosphere limit of Eris from a stellar occultation (PDF)
Göttin Eris (Wikipedia)
Dysnomia-Seite von Michael Brown
Mond Dysnomia (Wikipedia)
Dämonin Dysnomia (Wikipedia)
International Astronomical Union (IAU)

 
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