Wie groß ist ein Zwerg? Die Vermessung von Eris

Eris und sein Mond Dysnomia gesehn mit dem Weltraumteleskop Hubble, Credit: NASA, ESA und M. Brown (California Institute of Technology)

 Pluto ist nicht alleine. Der Ex-Planet zieht vierzig mal weiter als unsere Erde um die Sonne seine Kreise zusammen mit zahlreichen anderen Himmelsobjekten. Diese Schar von Körpern bilden den sogenannten Kuipergürtel. Die Tatsache, dass Pluto diese Region mit vergleichbaren Objekten teilt, hat ihn letztlich den Planetenstatus gekostet. Die Alternative wäre gewesen, all die neu entdeckten Kuipergürtel-Objekte als Planeten aufzufassen und da wollte man doch lieber etwas Exklusivität bewahren. Einer dieser Zwergplaneten ist Eris und wie bei einem so weit entfernten Zwerg nicht anders zu erwarten, wissen wir über Eris so viel wie über Pluto: fast nichts!

Das hat sich jetzt aber doch deutlich gebessert. Grund ist die exakte Beobachtung einer Sternbedeckung von Eris, unter anderem durch Astronomen der europäischen Südsternwarte ESO in Chile. Die Astronomen beobachteten, wie Eris auf seiner Bahn um die Sonne vor einen Stern vorüberzog und maßen, wie lange diese Sternbedeckung andauert. Aus der bekannten Umlaufgeschwindigkeit von Eris können die Astronomen so auf dessen Durchmesser schließen. Damit das klappt, sind unabhängige Beobachtungen von verschiedenen Teleskopen nötig, die aufgrund ihrer etwas unterschiedlichen geographischen Breite auch etwas andere Zeiten messen. Der Vergleich dieser Zeiten ergibt dann den genauen Verlauf der Verfinsterung und damit die Ausdehnung des bedeckenden Körpers. Die Animation in dem Video unten veranschaulicht das wunderbar. Jedenfalls können die Astronomen den Durchmesser von Eris nun mit einer Genauigkeit von gerade mal 12 Kilometer angeben! Herausgekommen ist ein Durchmesser von 2326 Kilometern.

Ob nun Eris größer oder kleiner als Pluto ist, weiß man immernoch nicht, denn wir kennen den Durchmesser von Pluto nicht mit dieser Genauigkeit. Da Plutos Durchmesser irgendwo zwischen 2300 und 2400 Kilometern liegt, kann man aber sagen, dass beide Körper etwa gleich groß sind. Das ist insofern neu, als man bis vor kurzem noch dachte, Eris sei definitiv größer als Pluto. Der Grund ist die extreme Albedo von Eris: Der Zwerplanet reflektiert das Licht stärker als frisch gefallener Schnee - er ist weißer als weiß! Aus diesem Grund ist er relativ hell und um diese Helligkeit zu erklären, sind die Astronomen von einem Durchmesser über 3000 Kilometern ausgegangen. Jetzt haben wir den Durchmesser aber unabhängig von der Helligkeit bestimmt und können stattdessen vermuten, dass Eris eine helle Eiswelt mit einer frisch ausgefrorenen Atmosphäre ist. Oder ist Eris vielleicht nicht nur oberflächlich gefroren, sondern eine durchgehende Eiskugel? Nein, das wohl nicht, denn die Astronomen können die Dichte von Eris nun zu 2,52 g/cm³ angeben - zuviel für Eis. Wie kommt man auf diesen Wert? Für die Dichte braucht man den Radius - check, haben wir - und die Masse. Die Masse ergibt sich aus der Beobachtung des Mondes von Eris. Dieser Dysnomia genannte Körper umkreist Eris in mit einer bekannten Umlaufdauer und in einem bekannten Abstand. Daraus lässt sich die Massen von Eris berechnen (3. Kepler'sches Gesetz).

Die Atmosphäre von Eris könnte aus Stickstoff oder Methan bestehen und sich bilden, wenn Eris seinen sonnennächsten Punkt auf der Umlaufbahn erreicht. Entfernt sich Eris wieder von der Sonne würde sich dann auf dem -238°C kalten Zwergplaneten eine frische Eisschicht bilden, die ihn so hell werden lässt. Eigentlich doch recht erstaunlich, was wir alles über einen etwa zehn Milliarden Kilometer weit entfernten Zwerplaneten herausfinden können!



Quelle und weitere Informationen: ESO