Haumea: Kääpiöplaneetta Jalkapallon Muodossa

Haumea: Kääpiöplaneetta Jalkapallon Muodossa

Haumea on kääpiöplaneetta, joka sijaitsee Neptunuksen kiertoradan ulkopuolella. Se löydettiin vuonna 2004 Mike Brownin johtamalla tutkimusryhmällä Palomar-observatoriossa ja julkistettiin virallisesti vuonna 2005 José Luis Ortiz MoreRon johtamalla tutkimusryhmällä Sierra Nevada -observatoriossa Espanjassa. Kaksi tutkimusryhmää kahdella eri mantereella konvergoivat samaan etäiseen kohteeseen muutaman kuukauden kuluessa – löytöhistoria, joka osoittautui kiistanalisemmaksi kuin useimmat.

  1. syyskuuta 2008 Haumea nimettiin Havaijin hedelmällisyyden ja synnytyksen jumalattaren mukaan. Nimellisarvioiden mukaan se on kolmanneksi suurin tunnettu transneptunisen kohde Eridin ja Pluton jälkeen, ja noin Uranuksen kuun Titaniumin kokoinen. Tällä koolla on kuitenkin omituinen asterisiksi: Haumeaan massa on noin kolmannes Pluton massasta ja 1/1400 Maan massasta, jaettuna muotoon, joka ei muistuta lähes mitään muuta tunnetusta aurinkokunnassa.

Löytö, jonka kaksi tiimi väitti

Tiimi, joka koostui Caltech'in Mike Brownista, Yalen yliopiston David Rabinowitzia ja Gemini-observatorion Chad Trujillosta Havaijilla, löysi Haumeaan 28. joulukuuta 2004 kuvista, jotka he olivat ottaneet 6. toukokuuta 2004. Ennen kuin Brownin tiimi pystyi julkaisemaan, toinen tiimi otti heidät edellään virallisella vaatimuksella. José Luis Ortiz Moreón tiimi Espanjassa löysi Haumeaan itsenäisesti kuvista, jotka oli otettu 7.-10. maaliskuuta 2003, ja lähetti sähköpostia Minor Planet Centeriin löytöään 27. heinäkuuta 2005 yöllä. 29. heinäkuuta 2005 Haumea sai väliaikaisen nimityksen 2003 EL61, joka perustui espanjalaisen löytökuvan päivämäärään. Nimeämisen oikeudet kuitenkin menivät toiseen suuntaan: vuonna 2008 IAU valitsi nimen Haumea Ataecina-nimen sijaan, jonka Ortiz-tiimi oli ehdottanut.

Laaja, hidas kiertorata Auringosta kaukana

Haumealla on 284 Maan vuoden kiertorata, perihelium 35 AU ja kiertoradojen kaltevuus 28 astetta. Se ohitti apheliumin vuoden 1992 alussa ja on tällä hetkellä yli 50 AU:n päässä Auringosta – yksi kiertorata kestää lähes kolme vuosisataa, polulla, joka kallistuu kaukana tasaisesta tasosta, jota useimmat planeetat jakavat.

Huolimatta tästä etäisyydestä Haumeaa ei ole vaikea havaita oikealla laitteella. Näkyvällä suuruudella 17,3 Haumea on kolmanneksi kirkkain kohde Kuiper-vyöhykkeellä Plutonin ja Makemaken jälkeen, ja se on helposti havaittavissa suurella amatöörteleskoopin avulla – näkyvyystaso, joka on epätavallinen kohteelle tällä etäisyydellä Auringosta.

Nopein pyöriminen sen kokoisista kappaleista

Haumeaan erottuva piirre on sen pyörimisen nopeus. Haumea näyttää suuria kirkkauden vaihteluita 3,9 tunnin jaksolla, joka voidaan selittää vain tämän pituisen pyörimisjakson avulla – nopeammin kuin mikään muu tunnettu tasapainon kappale aurinkokunnassa, ja itse asiassa nopeammin kuin mikään muu tunnettu kappale, joka on suurempi kuin 100 km halkaisijaltaan. Mikään samankokoinen esine ei pyöri missään lähelle tätä nopeutta.

Tämä nopeus muuttaa fyysisesti kohteen muotoa. Vaikka useimmat pyörivät kappaleet tasapainossa ovat litistyneet oblateiksi sferoideiksi, Haumea pyörii niin nopeasti, että se deformoituu kolmitahokkaiseksi ellipsoidiksi. Haumeaan valokayrän laskelmat ovat johdonmukaisia sen kanssa, että se on Jacobin ellipsoidi, jonka pääakseli on kaksi kertaa pidempi kuin sivuakseli – pitkä, jalkapallon kaltainen muoto pallon sijasta, venytetty sen omalla äärimmäisellä pyörimisellä.

Tiheä lajilleen, kirkas kuin lumi

Kuiper-vyöhykkeen esineiden koko vertailu, mukaan lukien Haumea (merkitty entisellä nimiöinnillään 2003 EL61), Pluto, Eris ja Maa
Suurimpien tunnettujen Kuiper-vyöhykkeen esineiden koko vertailu, mukaan lukien Haumea, näytetty tässä entisen nimiöinnin 2003 EL61 kanssa. Valokuva: A. Feild (Space Telescope Science Institute), julkinen omaisuus, Wikimedia Commonsin kautta

Haumeaan tiheys on rajoitettu 2,6–3,3 g/cm³ alueelle; vertailun vuoksi Kuu, joka on kivisessä, on 3,3 g/cm³:n tiheyden, kun taas Pluto, joka on tyypillinen Kuiper-vyöhykkeen jäähtyneille kohteille, on 1,86 g/cm³:n tiheyden. Haumea on lähempänä Kuun kivivälistä tiheyttä kuin Pluton jäistään tiheyttä, huolimatta siitä, että se kiertää samalla etäisellä alueella kuin Pluto. Tämän tiheyden ja sen valon käyrän perusteella tähtitieteilijät arviovat Haumeaan massaksi 4,2x10^21 kg, 28% Pluton järjestelmän massasta ja 6% Kuun massasta.

Pinta kertoo sisäosasta erilaisen tarinan. Haumea on yhtä kirkas kuin lumi, albedolla 0,6–0,8 alueella, yhdenmukainen kiteisen jään kanssa. Pinnan spektrien paras sopivuuden mallintaminen viittasi siihen, että 66–80% Haumeaan pinnasta näyttää olevan puhdasta kiteytettyä vesijohtaa – tiheä, kivinen sisäosa kääritty melkein puhtaan, kirkkaasti heijastavan jään kuoressa.

Ensimmäinen rengas, joka koskaan löydettiin etäisen maailman ympärille

Vuosia oletettiin, että rengasilla olivat vain jättiläisplaneetat. Haumea rikkoi tämän oletuksen. Tähden okkulutaatio, joka havaittiin 21. tammikuuta 2017 ja kuvattiin Nature-artikkelissa lokakuusta 2017, paljasti renkaan Haumeaa ympärille, ensimmäisen koskaan löydetyn renkaiston transneptuuseisessa kohteessa, noin 2287 km säteen, noin 70 km leveyden ja 0,5 läpinäkyvyyden kanssa. Pieni, nopeasti pyörivä, pitkä kääpiöplaneetta osoittautui omistavan jotain, joka aikaisemmin pidettiin yksinomaisena maailmoja, kuten Saturnusta ja Uranusta.

Kaksi kuuta, nimetty Haumeaan tyttärien mukaan

Haumean ympärille on löydetty kaksi pientä satelliittia: (136108) Haumea I, nimeltään Hi'iaka, ja (136108) Haumea II, nimeltään Namaka. Darin Ragozzine ja Michael Brown löysivät molemmat vuonna 2005.

Hi'iaka, Haumeaan suurempi, ulompi kuu, on halkaisijaltaan 370 km, mikä tekee siitä kuudennen suurimman tunnetun transneptuuseisen kohteen kuun; se löydettiin 26. tammikuuta 2005 ja seuraa hieman elliptistä kiertorataa Haumeaan ympärillä 49,5 päivän välein 49 400 km:n etäisyydellä. Namaka, sen pienempi sisar, on Haumeaan sisempi kuu, löydetty syksyllä 2005, kiertäen kääpiöplaneetaa noin 18,3 päivässä keskimäärin 25 500 km:n etäisyydellä, hyvin kallistuneella elliptisellä kiertoradalla, joka on noin 13 astetta Haumeaan päiväntasaajasta. Molemmat kuut sekä itse kääpiöplaneetta on nimetty Haumeaan jumalattaren tyttärien mukaan Havaijin mytologiassa.

Muinaisen törmäyksen rauniot

Haumea on sen törmäysperheen suurin jäsen, tähtitieteen kohteiden ryhmä, joilla on samanlaisia fysikaalisia ja kiertoradallisia ominaisuuksia, jotka oletettavasti muodostuivat, kun suurempi esikäyttäjä murskattiin iskulla. Tämä perhe on ensimmäinen, joka on tunnistettu transneptuusisten kohteiden joukossa. Koska ryhmän olisi kestänyt ainakin miljardi vuotta levitä niin kauas, uskotaan, että Haumeaan perheen luoneet törmäys tapahtui ainakin näin kauan sitten – mikä tarkoittaa, että Haumeaan äärimmäinen pyöriminen ja pitkänomainen muoto ovat todennäköisesti arpia väkivaltaisesta tapahtumasta muinaisen Kuiper-vyöhykkeen, eikä joitakin, joilla se yksinkertaisesti syntyi.

Näkemys kaukaa, ei koskaan käyty

Teknikot valmistelevat New Horizons -avaruusalusta puhtaassa huoneessa ennen laukaisua
New Horizons -avaruusalus, joka havaitsi Haumeaan etäältä kolme kertaa matkansa aikana Kuiper-vyöhykkeen läpi. Valokuva: NASA, julkinen omaisuus, Wikimedia Commonsin kautta

Mikään avaruuslaiva ei ole koskaan matkustanut Haumeaan, mutta yksi on katsonut sen suuntaan. Haumea havaittiin etäältä New Horizons -avaruusaluksella lokakuussa 2007, tammikuussa 2017 ja toukokuussa 2020, etäisyyksillä 49 AU, 59 AU ja 63 AU vastaavasti – sama laiva, joka lentää Pluton ohi, saamalla lyhyitä vilauksia Haumeasta matkalla vielä kauemmas Kuiper-vyöhykkeen.

Lähteet