ภาพประกอบศิลปินของดาวเคราะห์ดวงที่ 10 และดวงจันทร์ เครดิตภาพ: Caltech คลิกเพื่อดูภาพขยาย
ดาวเคราะห์ดวงที่ 10 ที่เพิ่งค้นพบใหม่ปี 2003 UB313 กำลังมองหามากขึ้นเรื่อย ๆ เหมือนหนึ่งในผู้เล่นหลักของระบบสุริยะ มันมีระดับของดาวเคราะห์จริง (ประมาณการล่าสุดวางไว้ที่ประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์มากกว่าพลูโต) ชื่อรหัสลวง (Xena หลังจากเจ้าหญิงนักรบทีวี) และบันทึก Guinness Book-ish ของตัวเอง (ประมาณ 97 หน่วยทางดาราศาสตร์หรือ 9,000 ล้านไมล์จากดวงอาทิตย์มันเป็นวัตถุที่ตรวจจับได้ไกลที่สุดของระบบสุริยะ) และนักดาราศาสตร์จากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียและเพื่อนร่วมงานของพวกเขาค้นพบตอนนี้มันมีดวงจันทร์
ดวงจันทร์จางกว่า Xena 100 เท่าและโคจรรอบโลกทุกๆสองสามสัปดาห์ถูกพบเมื่อวันที่ 10 กันยายน 2548 ด้วยกล้องโทรทรรศน์ Keck II ขนาด 10 เมตรที่ W.M. Keck Observatory ในฮาวายโดย Michael E. Brown ศาสตราจารย์ดาราศาสตร์ดาวเคราะห์และเพื่อนร่วมงานของเขาที่ Caltech, Keck Observatory, Yale University และ Gemini Observatory ในฮาวาย การวิจัยได้รับทุนบางส่วนจากนาซ่า มีการส่งรายงานเกี่ยวกับการค้นพบเมื่อวันที่ 3 ตุลาคมไปที่ Astrophysical Journal Letters
“ ตั้งแต่วันที่เราค้นพบ Xena คำถามใหญ่ก็คือว่ามันมีดวงจันทร์หรือไม่” บราวน์กล่าว “ การมีดวงจันทร์นั้นยอดเยี่ยมโดยธรรมชาติ - และมันเป็นสิ่งที่ดาวเคราะห์เคารพตนเองส่วนใหญ่มีดังนั้นจึงเป็นเรื่องดีที่จะเห็นว่าสิ่งนี้ทำเช่นกัน”
บราวน์ประเมินว่าดวงจันทร์มีชื่อเล่นว่า "กาเบรียล" หลังจากนั้นเพื่อนร่วมงานของซีน่าสวมอย่างน้อยหนึ่งในสิบของขนาดของซีนาซึ่งมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 2,700 กิโลเมตร (พลูโตคือ 2274 กิโลเมตร) และอาจเป็น ประมาณ 250 กม.
หากต้องการทราบขนาดของกาเบรียลที่แม่นยำยิ่งขึ้นนักวิจัยจำเป็นต้องทราบองค์ประกอบของดวงจันทร์ซึ่งยังไม่ได้รับการพิจารณา วัตถุส่วนใหญ่ในแถบไคเปอร์ (Kuiper Belt) ซึ่งเป็นแนว miniplanets ขนาดใหญ่ที่ทอดยาวจากเนปจูนออกไปจนถึงขอบด้านนอกของระบบสุริยะนั้นมีหินครึ่งหนึ่งและน้ำแข็งครึ่งน้ำ เนื่องจากหินครึ่งพื้นผิวครึ่งน้ำแข็งนั้นสะท้อนแสงอาทิตย์ที่คาดการณ์ได้อย่างเป็นธรรมจึงสามารถประมาณขนาดของวัตถุที่มีองค์ประกอบนั้นได้ อย่างไรก็ตามวัตถุที่เป็นน้ำแข็งมากสะท้อนแสงมากขึ้นและจะสว่างขึ้นและทำให้วัตถุหินขนาดใหญ่กว่าในทำนองเดียวกัน
การสำรวจดวงจันทร์เพิ่มเติมด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลของนาซ่าซึ่งวางแผนไว้สำหรับเดือนพฤศจิกายนและธันวาคมจะทำให้บราวน์และเพื่อนร่วมงานของเขาตรึงพิภพที่แน่นอนของกาเบรียลรอบ ๆ Xena ด้วยข้อมูลดังกล่าวพวกเขาจะสามารถคำนวณมวลของ Xena โดยใช้สูตรคำนวณครั้งแรกเมื่อ 300 ปีก่อนโดย Isaac Newton
“ การรวมกันของระยะทางของดวงจันทร์จากดาวเคราะห์และความเร็วรอบโลกนั้นบอกคุณได้อย่างแม่นยำว่ามวลของดาวเคราะห์คืออะไร” บราวน์อธิบาย “ ถ้าดาวเคราะห์มีมวลมากดวงจันทร์จะหมุนเร็วมาก ถ้ามันมีมวลน้อยกว่าดวงจันทร์จะเดินทางช้ากว่า มันเป็นวิธีเดียวที่เราสามารถวัดมวลของ Xena ได้เพราะมันมีดวงจันทร์”
นักวิจัยค้นพบกาเบรียลโดยใช้ระบบ Laser Guide Adaptive Optics ของ Keck II Adaptive optics เป็นเทคนิคที่กำจัดการเบลอของความปั่นป่วนในชั้นบรรยากาศสร้างภาพที่คมชัดเหมือนที่จะได้รับจากกล้องโทรทรรศน์ในอวกาศ ระบบดาวนำทางด้วยเลเซอร์ตัวใหม่นี้ช่วยให้นักวิจัยสร้าง“ ดาว” เทียมโดยการกระแทกลำแสงเลเซอร์ด้วยชั้นบรรยากาศประมาณ 75 ไมล์เหนือพื้นดิน ดาวสว่างที่อยู่ใกล้วัตถุที่น่าสนใจจะใช้เป็นจุดอ้างอิงสำหรับการแก้ไขเลนส์แบบปรับตัว เนื่องจากไม่พบดาวฤกษ์สว่างใกล้กับ Xena การถ่ายภาพด้วยแสงแบบปรับได้จึงเป็นไปไม่ได้หากไม่มีระบบเลเซอร์
“ ด้วย Laser Guide Star Adaptive Optics ผู้สังเกตการณ์ไม่เพียง แต่จะได้รับความละเอียดมากขึ้นเท่านั้น แต่แสงจากวัตถุที่อยู่ไกลออกไปยังกระจุกอยู่ในพื้นที่เล็ก ๆ ของท้องฟ้า หอสังเกตการณ์ Keck และผู้เขียนคนที่สองบนกระดาษใหม่
ระบบใหม่นี้ยังอนุญาตให้บราวน์และเพื่อนร่วมงานของเขาสังเกตดวงจันทร์เล็กในเดือนมกราคมประมาณปีพ. ศ. 2546 EL61 ชื่อรหัสว่า "ซานต้า" ซึ่งเป็นวัตถุแถบไคเปอร์ใหม่ขนาดใหญ่อีกดวง ไม่มีดวงจันทร์ปรากฎในราวปีงบประมาณ 2548 หรือ“ Easterbunny” - หนึ่งในสามของวัตถุแถบไคเปอร์ขนาดใหญ่สามชิ้นที่ค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้โดยบราวน์และเพื่อนร่วมงานของเขาโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ Samuel Oschin ขนาด 48 นิ้วที่หอดูดาวพาโลมาร์ แต่การปรากฏตัวของดวงจันทร์รอบวัตถุสามดวงที่ใหญ่ที่สุดในสี่แห่ง ได้แก่ Xena, Santa และ Pluto ท้าทายแนวคิดดั้งเดิมเกี่ยวกับวิธีที่โลกในภูมิภาคนี้ของระบบสุริยะได้รับดาวเทียม
ก่อนหน้านี้นักวิจัยเชื่อว่าวัตถุแถบไคเปอร์ได้รับดวงจันทร์ผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการจับความโน้มถ่วงซึ่งวัตถุสองชิ้นก่อนหน้านี้เคลื่อนที่ใกล้กันมากเกินไปและกลายเป็นวัตถุกักตัวอยู่ในอ้อมกอดความโน้มถ่วงของกันและกัน นี่เป็นความคิดที่เป็นจริงของผู้ที่อาศัยอยู่ในแถบเล็ก ๆ ของ Kuiper Belt แต่ไม่ใช่ของพลูโต Charon ที่มีขนาดใหญ่และโคจรรอบดวงจันทร์อย่างรุนแรงได้ทำลายดาวเคราะห์หลายพันล้านปีที่ผ่านมาหลังจากที่วัตถุถูกทำลายโดยแถบไคเปอร์แถบอื่น ดวงจันทร์ของ Xena และซานต้าอธิบายได้ดีที่สุดโดยต้นกำเนิดที่คล้ายกัน
“ ดาวพลูโตครั้งหนึ่งดูเหมือนแปลกประหลาดที่ขอบระบบสุริยะ” Brown กล่าว “ แต่ตอนนี้เราเห็นแล้วว่า Xena พลูโตและคนอื่น ๆ เป็นส่วนหนึ่งของครอบครัววัตถุขนาดใหญ่ที่มีลักษณะประวัติศาสตร์และดวงจันทร์ที่คล้ายคลึงกันซึ่งจะสอนเราเกี่ยวกับระบบสุริยจักรวาลมากกว่าที่เคยมีลูกคี่เดียว ”
แหล่งที่มาดั้งเดิม: Caltech News Release
