Zdjęcie w tle: Wikimedia Commons, Tomruen
Charakterystyka planety
- Typ planety: Skalista planeta karłowata
- Masa: 4,006 × 1021 kg
- Średnica w km (średnia): 1595 km
- Mimośród orbity: 0,1999
- Półoś wielka w km: 6416,252674 × 106 km (42,89 au)
- Okres orbitalny w dniach: 102 529 dni (280,9 lat)
- Liczba księżyców: 2
- Atmosfera: brak
Haumea widziana przez teleskop Hubble’a.
Haumea to piąta planeta karłowata, po Plutonie, Ceresie, Makemake i Eris, w naszym Układzie Słonecznym. Jednak historia, budowa i właściwości tego ciała niebieskiego czynią go bez wątpienia wyjątkowym i fascynującym.
Struktura wewnętrzna
Haumea, będąc obiektem transneptunowym i małym w porównaniu z planetami, jest trudna do zbadania. Jednak obserwacje jej jasności oraz albedo pozwalają na estymacje jej rozmiaru. Analizy krzywej jasności wskazują na bardzo szybki obrót Haumei wokół własnej osi z okresem około 4 godzin. Oznacza to, że jest ona najszybciej obracającym się poznanym obiektem w Układzie Słonecznym ze średnicą większą niż 100 km, co najprawdopodobniej uformowało jej elipsoidalny kształt.
Rotująca Haumea o elipsoidalnym kształcie spowodowanym przez obrót (artystyczna interpretacja).
Naukowcy dyskutowali o możliwej strukturze wewnętrznej Haumei już od momentu jej odkrycia. Trudność polegała na stworzeniu prawdopodobnego modelu stabilnej struktury, która pogodziłaby niejednoznaczne pomiary wielkości planety z wielu teleskopów m.in. Spitzer Space Telescope oraz Herschel Space Telescope. Na początku podejrzewano, że struktura Haumei będzie podobna do obiektów w tamtych rejonach Układu Słonecznego np. Plutona (gęstość 1,86 g/cm³), czyli składać się ze skalistego jądra pokrytego grubą warstwą lodu a całościowo będzie mało gęsta.
Ta wersja nie zgadzała się jednak z teorią o równowadze hydrostatycznej, na którą składa się grawitacja planety karłowatej, jej szybki ruchu obrotowy oraz struktura wewnętrzna, nakładając na Haumeę warunek zwiększający jej przewidywaną gęstość do przedziału 2,5-3,3 g/cm³, aby jej struktura wytrzymała siły i napięcia wewnętrzne. W takim przypadku podejrzewało się, że duża warstwa pokrywy lodowej Haumei, która zmniejsza gęstość, mogła być w przeszłości zdarta poprzez zderzenie z innym obiektem kosmicznym. Tak utworzyła się rodzina kolizyjna Haumei składająca się również z mniejszych ciał niebieskich np. jej księżyców – Hi’iaka i Namaka.
Najnowsze badania z 2019 r. podjęły próbę teoretycznie wymodelowania stabilnych struktur i porównania ich z danymi obserwacyjnymi dopasowując wymiary Haumei na ostatecznie 2100 × 1680 × 1074 km. Te najnowsze estymacje przewidują, że Haumea składa się z dużego skalistego jądra (1,626 × 1,446 × 940 km), złożonego głównie z krzemianów takich jak oliwiny czy pirokseny, z których zbudowane jest wiele skał w Układzie Słonecznym, otoczonego warstwą lodu podobną do Plutona (z grubością wahającą się od 70 km na biegunach do 170 km wzdłuż najdłuższej osi). Dodatkowo przewiduje się jej lekko większą całkowitą gęstością od innych obiektów w pasie Kuipera (~2,018 g/cm³).
Geologia planety
W 2005 r. obserwacje spektralne prowadzone w teleskopach Keck czy Gemini wykazały na powierzchni Haumei przytłaczającą dominację krystalicznego lodu. Było to jednak zaskakujące, gdyż krystaliczny lód występuje w stabilnej formie w temperaturach do 110 K, a na Haumei panuje temperatura około 50 K, gdzie stabilny jest tylko lód amorficzny (o nieregularnej strukturze). Dodatkowo, promieniowanie kosmiczne bombardujące transneptunowe obiekty jak Haumea (które często istnieją od miliardów lat), przyspiesza degradację struktury krystalicznego lodu, doprowadzając do kompletnego rozkładu na przestrzeni dziesiątek milionów lat. Promieniowanie to, tak jak w przypadku Plutona, potrafi też powodować czerwienienie i czernienie obszarów, gdzie obecne są związki organiczne. Brak obserwacji takich drastycznych zmian sugeruje, że powierzchnia Haumei musiała przejść pewnego rodzaju odnowę na przestrzeni ostatnich milionów lat (czyli w skali astronomicznej bardzo niedawno), na którą naukowcy nie znaleźli jeszcze wytłumaczenia.
Jasna powierzchnia Haumei złożona głównie z lodu (artystyczna interpretacja).
Pierwsze modele analizujące widma spektralne powierzchni sugerowały wartość albedo Haumei na przedział 66%-80% oraz skład na prawie całkowicie lód krystaliczny z domieszkami innych związków takich jak cyjanowodór, gliny krzemianowe czy nieorganiczne sole cyjanowych takie jak cyjanek miedzi i potasu. Późniejsze analizy jednak stwierdziły na powierzchni Haumei obecność lodu krystalicznego i amorficznego w stosunku 1:1 z dodatkiem organicznych związków nie większym niż 8%.
Dodatkowo w analizach spektralnych w 2009 r. zaobserwowano czarno-czerwoną plamę na powierzchni Haumei. Podejrzewa się, że wynika ona z obszaru bardziej bogatego w związki organiczne albo krystaliczny lód, na który oddziałuje promieniowanie kosmiczne. Tą właściwością powierzchnia Haumea przypomina trochę powierzchnię Plutona.
Artystyczna wizja Haumei i jej dwóch księżyców Hi’iaka i Namaka. Widoczna czerwona plama wynikająca z miejscowego większego stężenia związków organicznych oraz lodu krystalicznego.
Zarys historyczny
Haumea została odkryta 28 grudnia 2004 roku przez zespół prowadzony przez Mike’a Browna z Caltechu, Davida Robinowitza z Yale University oraz Chada Trujillo z Gemini Observatory, jednak odkrycie przypisuje się również grupie z Jose Luis Ortiz Moreno na czele, która jako pierwsza złożyła wniosek o odkryciu Haumei do Minor Planet Center.
Na początku naukowcy z Caltechu nazywali planetę „Santa” z uwagi na odkrycie w pobliżu świąt. Niedługo potem jednak została skatalogowana w oficjalnym spisie drobnych planet jako (136108) 2003 EL61. Jednak po pewnym czasie, według wykazu Międzynarodowej Unii Astronomicznej o nazywaniu typowych obiektów pasu Kuipera imionami mitycznych postaci związanych z kreacją, grupa z Caltechu zaproponowała oddanie czczci miejscu, w jakim Haumea została odkryta na Hawajach i nazwanie jej po hawajskiej bogini płodności. Haumea w mitologii miała wiele dzieci, które wyrosły niejako z jej części ciała co dobrze opisuje historię planety karłowatej, która była częścią zderzenia, w wyniku którego powstała jej rodzina kolizyjna.
Haumea z jej księżycami. Zewnętrzny – Hi’iaka, wewnętrzny – Namaka.
W 2005 roku Daron Ragozzine oraz Mike Brown w W. M. Keck Observatory odkryli dwa księżyce Haumei – Hi’iaka oraz Namaka (mitologiczne córki Haumei). Pierwsza, Hi’iaka, została odkryta 26 stycznia 2005 r. Ma ona około 310 km średnicy i porusza się po zewnętrznej orbicie kołowej z okresem 49 dni. Namaka, odkryta 30 czerwca 2005, jest natomiast mniejsza (~170 km średnicy) i orbituje bliżej po niekeplerowskiej orbicie mocno eliptycznej z okresem 18 dni, na którą wpływa znacząco obecność Hi’iaka. Analizy widm spektralnych tych obiektów stwierdzają skład bardzo podobny do Haumei co potwierdza teorię ich powstania w wyniku oderwania od powierzchni podczas kolizji.
Orbity księżyców Haumei Hi’iaka i Namaka (schematyczne przedstawienie).
Z okultacji (zakrycia gwiazdy) Haumei zaobserwowanej w 2019 roku można było wyciągnąć wiele informacji, jednak najbardziej spektakularne było odkrycie pierścienia planety karłowatej (podobnego np. do pierścienia gazowych olbrzymów w Układzie Słonecznym). Znajduje się on 2287 km od Haumei, ma 70 km grubości i jest mniej więcej współpłaszczyznowy z orbitą Hi’iaka. Przewiduje się, że przyczynia się do 5% jasności planety karłowatej. Czyni to Haumeę pierwszym obiektem transneptunowym, u którego zaobserwowano układ pierścieniowy.
Najpopularniejsze misje, przyszłe misje
Haumea została zaobserwowana przez sondę New Horizons, w 2007, 2017 i 2020 r. z odległości odpowiednio 49 au (jednostek astronomicznych), 59 au i 63 au. Sonda pozwoliła na wykonanie zdjęć dla dużych kątów fazowych niewidocznych z Ziemi, ukazując właściwości rozpraszania światła oraz krzywą fazową planety karłowatej.
Haumea fotografowana przez sondę New Horizons.
Żadna misja z sondą nie dotarła jeszcze do Haumei, jednak policzono, że przy pomocy asysty grawitacyjnej z Jowisza misja mogłaby tam dotrzeć już za kilkanaście lat (obecnie 14,25 lat). Haumea, badana na razie przez teleskopy na Ziemi i jej orbicie, jest obiecującym obiektem badań, dlatego na pewno możemy spodziewać się przyszłych misji, aby dalej eksplorować to niezwykle interesujące ciało niebieskie.
.jpg){kind=link}
