Twierdzenie, że Xena lub inaczej UB 313 – nowoodkryty obiekt Pas Kuipera jest większa od Plutona zostało wsparte poważnym dowodem. Naukowcy z Bonn przez pomiar emisji termicznej obiektu uzyskali wartość średnicy równą 3000 (+-400) kilometrów, co czyni UB 313 największym obiektem Układu Słonecznego odkrytym od 1846 roku (odkrycie Neptuna). Średnica Plutona jest o 700 kilometrów mniejsza.

Podobnie jak Pluton, UB 313 jest jednym z najbardziej lodowych obiektów w Pasie Kuipera. Jest to również najbardziej odległy obiekt, jaki został zaobserwowany – w chwili odkrycia znajdował się prawie 97 razy dalej od Słońca niż Ziemia (w odległości prawie 97 jednostek astronomicznych). Rok na UB 313 trwa dwa razy dłużej niż rok na Plutonie.

W chwili odkrycia, wielkość obiektu została oceniona na co najmniej taką samą jak Pluton. Nie można było jednak dokładnie określić jego wielkości nie wiedząc, ile światła słonecznego odbija.

Astronomowie Frank Bertoldi i Wilhelm Altenhoff z Instytutu Radioastronomii Maxa Plancka uzyskali dane na temat refleksyjności obiektu (albedo) poprzez połączenie pomiarów emitowanego ciepła oraz obserwacji wizualnych. „Ponieważ UB 313 jest zdecydowanie większy od Plutona, coraz ciężej usprawiedliwić nazywanie tego ostatniego planetą, odmawiając tego statusu UB 313” – zauważą prof. Bertoldi.

Max Planck Institut fuer Radioastronomie

Diagram przedstawia wyniki oszacowań albedo i średnicy UB313. Wynioski z obserwacji wizualnych obrazuje linia niebieska (przerywana linia – zakres niepewności związanej z pomiarem jasności obiektu). Linia czerwona przedstawia wyniki obserwacji wykonanych teleskopem IRAM przez niemieckich naukowców. Na przecięciu obszarów znajduje się najlepsze obecnie dostępne przybliżenie rozmiarów i albeda obiektu. Przecięcie ciągłych linii odpowiada przypadkowi, gdy UB313 rotuje szybko i jest zwrócony w naszą stronę równikiem.

UB 313 został odkryty w styczniu 2005 roku przez Marka Browna z CALTECHu. Poszukując obiektów Pasa Kuipera, naukowcy ci przeszukiwali niebo w zakresie światła widzialnego za pomocą szerokokątnej kamery cyfrowej. Zaobserwowali wolno poruszający się obiekt i na tej podstawie mogli określić jego odległość i kształt orbity. Mieli jednak za mało danych, by określić wielkość obiektu, choć po jasności podejrzewali, że mają do czynienia z obiektem większym od Plutona.

Pierwsze obiekty Pasa Kuipera zostały odkryte w 1992 roku, co stało się potwierdzeniem hipotezy postawionej przez Kennetha Edgewortha i Gerarda P. Kuipera, którzy uważali, że za orbitą Neptuna istnieje pas niewielkich obiektów planetoidalnych. Obszar nazwany Pasem Kuipera zawiera obiekty, które pozostały uformowaniu się Układu Słonecznego przed około 4,5 miliardami lat. Znajdując się na odległej orbicie, mogły one przetrwać grawitacyjne spustoszenie jakie planety olbrzymy uczyniły wśród podobnych obiektów na bliższych orbitach. Niektóre obiekty Pasa Kuipera co jakiś czas wędrują do wewnętrznego Układu Słonecznego jako komety krótkookresowe.

W świetle widzialnym obiekty Układu Słonecznego widoczne są dzięki odbijaniu światła słonecznego. Tym samym ich jasność zależy od wielkości, oraz od zdolności powierzchni do odbijania światła. Wartość ta zmienia się od 4 procent dla niektórych komet, do przeszło 50 w przypadku Plutona. Różnica ta sprawia, że dokładne określenie wielkości obiektu jedynie na podstawie obserwacji wizualnych jest niemożliwe.

Max Planck Institut fuer Radioastronomie

Zdjęcie przedstawia 30 metrowy teleskop milimetrowy IRAm, znajdujący się na górze Pico Veleta na południu Hiszpanii. Teleskop jest projektem niemiecko-francusko-hiszpańskim.

Astronomowie z Bonn wykorzystali do swoich celów 30-metrowy teleskop IRAM (Institute for Radio Astronomy at Millimeter wavelengths), znajdujący się w Hiszpanii, zaopatrzony w niezwykle czuły detektor Max Planck Millimeter Bolometer (MAMBO). Czułość instrumentu podkreśla fakt, że wczeniejsze próby zmierzenia emisji cieplnej za pomocą teleskopu Spitzera przez grupę Browna zakończyły się niepowodzeniem. Niemieccy naukowcy mierzyli ilość ciepła emitowanego przez UB 313 na częstotliwość 1,2 milimetrów. Przy tej długości fali ilość odbijanego światła Słonecznego jest zaniedbywalna, więc jasność obiektu zależy jednie od temperatury na jego powierzchni i jego rozmiarów. Sygnał na tej długości fali jest jednak niezwykle słaby, co stanowiło dodatkowe utrudnienie w obserwacjach.

Ponieważ temperaturę obiektu można określić na podstawie odległości od Słońca, metoda ta pozwala wyliczyć rozmiar obiektu. Dalsze obliczenia pozwoliły określić zdolność odbijania światła przez UB 313 na poziomie 60 procent, co jest wartością zbliżoną do tej dla Plutona.

Max Planck Institut fuer Radioastronomie

Niezwykle czuły detektor promieniowania milimetrowego, MAMBO-2, zamontowany na teleskopie IRAM.

„Odkrycie obiektu większego od Plutona jest bardzo ekscytujące” – mówi dr Altenhoff, który od kilkudziesięciu lat poszukuje planetoid i komet. – „Mówi nam, że Pluton nie jest takim szczególnym obiektem i powinien zostać zaliczony od obiektów Pasa Kuipera. Być może znajdziemy tam jeszcze inne małe planety, co powinno powiedzieć nam więcej na temat powstawania i ewolucji Układu Słonecznego. Pas Kuipera to pozostałość po okresie formowania się Układu, stanowisko archeologiczne gdzie zachowały się nietknięte pozostałości mgławicy, z której powstało Słońce i planety„. Dr Altenhoff jest autorem pionierskich pomiarów emisji cieplnej Plutona w 1988 roku, do których wykorzystano poprzedni model obecnie zamontowanego na IRAM instrumentu.

UB 313 jest jednym z około 100 000 obiektów dysku, rozciągającego się za orbitą Neptuna, w odległości ponad 4 miliardów kilometrów od Słońca. Obiekty Pasa Kuipera okrążają Słońce w okresie około 300 lat. Istnienie takiego pasa zostało po raz pierwszy zaproponowane przez Edgewortha (ur. 1880, zm. 1972) i Kuipera (1905 – 1973), jednak pierwszy obiekt (poza Plutonem) odkryto w 1992 roku. Obecnie znane jest około 700 takich obiektów. UB 313 różni się od typowych obiektów Pasa wysoką ekscentrycznością orbity i inklinacją wynoszącą 45 stopni. Prawdopodobnie orbita tego pochodzącego z Pasa Kuipera obiektu została zakłócona przez Neptuna.