Dværgplaneten Eris ligger i det ydre asteroidebælte. Observationer af en okkultation hvor Eris passerede ind foran en baggrundsstjerne viser, at Eris er en næsten perfekt tvilling til Pluto, når det handler om størrelse. Eris har en meget reflekterende overflade - sandsynligvis et jævnt, tyndt lag is eller en frossen atmosfære.

I november 2010 passerede den fjerne dværgplanet Eris ind foran en lyssvag baggrundsstjerne, en begivenhed, der kaldes en okkultation. Sådanne begivenheder er meget sjældne og vanskelige at observere, da dværgplaneten er meget fjern og lille. Den næste begivenhed af denne art, der involverer Eris, vil først ske igen i 2013. Okkultationer er den mest nøjagtige, og ofte den eneste, metode til at måle form og størrelse på et fjernt legeme i Solsystemet.

Kandidatstjerner til okkultationen blev identificeret ved at se på billeder optaget med MPG/ESO 2,2 meter teleskopet på ESO’s La Silla-observatorium. Observationerne blev omhyggeligt planlagt og udført af et hold af astronomer fra en række (hovedsagelig franske, belgiske, spanske og brasilianske) universiteter ved hjælp af blandt andet TRAPPIST-teleskopet (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope), også på La Silla-observatoriet.

”At observere okkultationer af bittesmå legemer længere ude i Solsystemet end Neptun kræver stor præcision og meget omhyggelig planlægning. Det er den bedste måde at måle Eris’ størrelse på, bortset fra faktisk at tage derud,” forklarer hovedforfatteren Bruno Sicardy.

Observationer af okkultationen blev forsøgt på 26 forskellige steder rundt om på Jorden på den forudsagte bane for dværgplanetens skygge – herunder adskillige teleskoper på amatørobservatorier – men kun to steder var det muligt at observere begivenheden direkte og begge steder var i Chile. Det ene var på ESO’s La Silla-observatorium med TRAPPIST-teleskopet, og det andet var i San Pedro de Atacama ved hjælp af to teleskoper. Alle tre teleskoper registrerede et pludseligt fald i lysstyrke, da Eris blokerede lyset fra den fjerne stjerne.

De kombinerede observationer fra de to chilenske observationssteder peger på, at Eris er tæt på at være helt rund. Målingerne burde give en nøjagtig måling af dens form og størrelse, så længe de ikke forstyrres af tilstedeværelsen af store bjerge. Sådanne landskabsformer er imidlertid usandsynlige på en isdækket klode af denne størrelse.

Eris blev identificeret som et stort objekt i det ydre Solsystem i 2005. Opdagelsen af Eris var en af de faktorer, der førte til oprettelsen af en ny klasse af objekter kaldet dværgplaneter og omklassificeringen af Pluto fra planet til dværgplanet i 2006. Eris befinder sig lige nu tre gange længere fra Solen end Pluto.

Tidligere observationer, der gjorde brug af andre metoder, tydede på, at Eris var 25 % større end Pluto med en anslået diameter på 3.000 kilometer. Den nye undersøgelse viser, at de to objekter grundlæggende set har den samme størrelse. Eris’ nyligt bestemte diameter er 2,326km +/-12km. Det gør Eris’ størrelse bedre kendt end størrelsen på dens mere nærtliggende modstykke Pluto, der har en anslået diameter på 2.300 til 2.400km. Plutos diameter er vanskeligere at måle, fordi tilstedeværelsen af en atmosfære gør det umuligt direkte at registrere dværgplanetens rand ved okkultationer. Bevægelsen af Eris’ måne Dysnomia er blevet brugt til at bestemme Eris’ masse. Den er blevet målt til at være 27 % tungere end Pluto. Kombineret med dens diameter har det givet et bud på Eris’ massefylde, der vurderes at være 2,52 gram pr. cm³.

”Denne massefylde betyder, at Eris sandsynligvis er et stort stenlegeme, der er dækket af en forholdsvis tynd iskappe,” siger Emmanuel Jehin, som har bidraget til undersøgelsen.

Det har vist sig, at Eris’ overflade er meget reflekterende; den reflekterer 96 % af det lys, der falder på den (en synlig albedo på 0,96). Det er hvidere end nyfalden sne her på Jorden, hvilket gør Eris til et af de mest reflekterende objekter i Solsystemet i selskab med Saturns ismåne Enceladus. Eris’ højtreflekterende overflade er højst sandsynligt lavet af kvælstofholdig is, der er blandet med frossen metangas – som afspejlet i dværgplanetens spektrum – som dækker dværgplanetens overflade med et tyndt og meget reflekterende lag af is, der er mindre end en millimeter tyk.

”Dette lag af is kan være et resultat af, at dværgplanetens atmosfære af kvælstof eller metan er kondenseret som frost på overfladen i takt med, at den har bevæget sig længere væk fra Solen i sin ellipseformede bane og ud i et stadig koldere miljø,” tilføjer Jehin. Isen kan blive til gas igen, når Eris nærmer sig det punkt, hvor den er tættest på Solen i en afstand af cirka 5,7 milliarder kilometer.

De nye resultater har også gjort det muligt for holdet at lave nye målinger af overfladetemperaturen på dværgplaneten. Temperaturen for den del af overfladen, der vender ind mod Solen, vurderes at være højest -238 grader Celsius og endnu lavere på Eris’ natside.

”Det er fantastisk, hvor meget vi kan finde ud af om små og fjerne objekter som Eris ved at observere dem, når de passerer foran en lyssvag stjerne med forholdsvis små teleskoper. Fem år efter indførelsen af den nye klasse dværgplaneter er vi endelig ved at lære et af de objekter at kende, der har været med til at grundlægge denne klasse af objekter,” siger Bruno Sicardy afslutningsvis.

Resultaterne vil blive offentliggjort i tidskriftet Nature den 27. oktober 2011.

Kilde: ESO