Makemake: Kääpiöplaneetta, joka Määritti Pluton Uudelleen

Makemake: Kääpiöplaneetta, joka Määritti Pluton Uudelleen

Makemake on kääpiöplaneetta, joka kiertää Aurinkoa Kuiper-vyöhykkeellä, joka on jäisten kappaleiden levy Neptunuksen kiertoradan ulkopuolella. Se on neljänneksi suurin kääpiöplaneetta ja transnetunulainen kohde Aurinkokunnan järjestelmässä, jonka halkaisija on 60% Pluton halkaisijasta. Suurimman osan historiasta se oli meille täysin näkymätön – ei siksi, että se on erityisen pieni, vaan siksi, että se on erityisen kaukana, piilotettu Aurinkokunnan alueelle, jonka tähtitieteilijät alkoivat kartoittaa yksityiskohtaisesti vasta viime vuosikymmeninä.

Makemake löydettiin 31. maaliskuuta 2005 amerikkalaisilla tähtitieteilijöillä Michael E. Brownilla, Chad Trujillolla ja David Rabinowitzilla Palomar-observatoriosta. Yhdessä tiimin löytämistä suurimmista kohteista Makemaken löytäminen osallistui Pluton uudelleenluokitteluun kääpiöplaneetaksi vuonna 2006 – tekemällä Makemakesta outoja, osittain vastuussa Pluton planeettastatuksen menetyksestä. Suuri uusi maailma Pluton lähellä pakotti tähtitieteilijät esittämään vaikeaa kysymystä: jos tämäkin laskee, mihin vedät rajan?

Löydetty Vahingossa, Nimetty Juhlan Mukaan

Makemaken löytökuvat otettiin 31. maaliskuuta 2005, mutta vasta 3. huhtikuuta 2005 Brown löysi kohteen tutkiessaan kuvia ja tunnisti sen poikkeuksellisen kirkaaksi. Ennen kuin sillä oli oikea nimi, kohde tunnettiin väliaikaisella nimityksellä, joka pysyi vuosien ajan. Ennen nimeämistä Makemake oli tunnettu väliaikaisella nimityksellä 2005 FY9 ja lempinimellä "Easterbunny", viittaus sen löytämiseen pian Pääsiäisen jälkeen. Nimi Makemake hyväksyttiin ja julkistettiin IAU:n toimesta heinäkuussa 2008 – vuosia sen jälkeen, kun kohde nähtiin ensimmäisen kerran, ja kauan sen jälkeen, kun "Easterbunny" oli jo tullut epäviralliseksi nimeksi, jota tähtitieteilijät käyttivät keskenään.

Pitkä, Kallistettu Rata Kauas Neptunuksen Takaa

Makemake kiertää Aurinkoa Neptunuksen ulkopuolella keskimääräisellä etäisyydellä 45,5 AU, seuraten kohtalaisesti elliptistä rataa, joka vaihtelee 38,2 AU:sta perihelionissa 52,8 AU:ssa aphelionissa, suhteellisen korkean kiertoradan kaltevuuden ollessa 29 astetta ekliptikasta. Tämä kaltevuus erottaa Makemaken tasaisemmista, pyöreämmistä planeettojen radoista – yleinen merkki Kuiper-vyöhykkeen kohteista, jotka muodostuivat ja kehittyivät paljon epäjärjestyneemmässä ympäristössä kuin sisäinen Aurinkokunta.

Makemake kiertää samalla laajalla alueella, joka antaa Kuiper-vyöhykkeelle mittakaavansa. Kuiper-vyöhyke, jossa Makemake kiertää, on samanlainen kuin asteroidivyöhyke, mutta paljon suurempi, 20 kertaa leveämpi ja 20-200 kertaa massiivisempi – valtava ulkoinen jäisten kappaleiden varasto, joista Makemake on yksi tunnetuista suurimmista asukkista.

Neljäs Jonossa, Mutta Silti Raskas Paino

Makemake on lähes pallomainen kohde, jonka keskimääräinen halkaisija on noin 1430 km, noin 60% Pluton halkaisijasta tai 11% Maan halkaisijasta, mikä tekee siitä neljänneksi suurimman tunnetun kääpiöplaneetan ja transnetunulaisen kohteen Aurinkokunnan järjestelmässä, Pluton, Eriduksen ja Haumean jälkeen. Se on samanlaisesti massan suhteen: Makemakella on massa noin 2,5×10^21 ja 2,9×10^21 kg, määritetty sen kuun kiertoperiodista ja etäisyydestä, mikä tekee siitä neljänneksi massiivisimman tunnetun kääpiöplaneetan ja transnetunulaisen kohteen, taas Eriduksen, Pluton ja Haumean jälkeen.

Kuiper-vyöhykkeen kohteiden koon vertailu, mukaan lukien Makemake (merkitty sen entisellä nimityksellä 2005 FY9), Pluton, Eridus ja Maa
Tunnettujen Kuiper-vyöhykkeen suurimpien kohteiden koon vertailu, mukaan lukien Makemake, tässä näytettynä sen entisellä nimityksellä 2005 FY9. Kuva: A. Feild (Space Telescope Science Institute), julkinen omaisuus, kautta Wikimedia Commons

Makemaken yleinen rakenne sopii myös tunnettuun kaavaan kaukaisissa jäisissä maailmoissa. Makemakella on keskitiheys noin 1,76 g/cm³, samanlainen kuin transnetunulaiset kääpiöplaneetat Pluto, Gonggong ja Quaoar – karkea koostumuksen samankaltaisuus jaettu useiden tunnettujen Kuiper-vyöhykkeen suurimpien kohteiden joukossa.

Jäädytetty, Heijastava ja Hidas Pyöriminen

Auringosta poikkeaman suuren etäisyyden vuoksi Makemaken pinnan lämpötila on erittäin alhainen 30–40 K, tarpeeksi kylmä, jotta metaani olisi olemassa kiinteänä jäänä. Sama metaani tekee pinnan epätavallisen kirkkaaksi: näkyvässä valossa Makemaken pinnan geometrinen albedo on 82%, mikä tekee siitä heijastavamman kuin Pluto. James Webb Space Telescope -havainnot paljastivat, että Makemaken pinta sisältää alle 3% typpeä ja alle 1 miljoonasosaa hiilimonoksidia, koostumusta, jota metaani hallitsee ylivoimaisesti nitrogen jään sijaan, joka on yleistä joillakin muilla kaukailla maailmoilla.

Makemaken pyörimisnopeuden määrittäminen on osoittautunut yllättävän vaikeaksi. Makemaken kierroskausi on epävarma, mittaukset antavat 11,4 tai 22,8 tuntia vuoden 2025 perusteella; kääpiöplaneetta näyttää hyvin vähän kirkkauden vaihtelua, vain 0,03 magnitudia, mikä vaikeuttaa teleskooppien pyörimiskauden mittaamista. Ja mitä ikinä sen tarkka pyöriminen onkaan, sen pinta on merkittävän yhtenäinen: Makemakella ei odoteta olevan yli 10 km korkea vuoria, merkittävän tasainen maisema maailmalle, jolla on aktiivista geologiaa muualla rakenteessaan.

Arvoitus Infrapunassa

Makemake jatkaa mittausten tuottamista, jotka eivät täysin täsmää. Makemake lähettää epätavallisen korkean määrän keskiinfrapunasäteilyä verrattuna kaukaisen infrapunan, merkki ilmoitettiin ensimmäisen kerran Spitzer Space Telescope -teleskoopin toimesta vuonna 2008. Vuonna 2025 tähtitieteilijä Csaba Kiss ja yhteistyöntekijät ehdottivat, että Makemaken liika keskiinfrapuna-emissio voisi johtua joko kryovulkaanisesta kuumasta pisteestä, joka saavuttaa noin 150 K, tai kiertoradalla olevan pienistä hiilipitoisista pölynjyvistä – kaksi hyvin erilaista selitystä, eikä kumpikaan ole vielä vahvistettu.

Taiteellinen käsitys kääpiöplaneetasta Makemakesta sen pimeän, etäisen kuun kanssa taustalla
Taiteellinen käsitys Makemakesta ja sen pienestä pimeästä kuusta, kiertävät kaukana Neptunuksen ulkopuolella Kuiper-vyöhykkeellä. Kuva: NASA, ESA ja A. Parker ja M. Buie (Southwest Research Institute), CC BY 4.0, kautta Wikimedia Commons

Sitten on kysymys ohuesta, teoreettisesta ilmakehästä. Jos Makemakelta havaittu metaanikaasu olisi kokonaan gravitaatioon sitoutuneessa ilmakehässä, sen pinnan ilmanpaine olisi noin 10 picobar, noin 100 miljardia kertaa pienempi kuin Maan ilmanpaine ja 1 miljoonaosaa pienempi kuin Pluton – teknisesti ilmakehä, mutta niin ohut, että se tuskin laskee yhdeksi millään jokapäiväisellä sanan määritelmällä.

Yksi Pieni, Pimeä Kuu Nimeltään "MK 2"

Makemakella on vain yksi tunnettu kuu, väliaikaisesti merkitty S/2015 (136472) 1 ja lempinimeltään "MK 2", löydetty Hubble Space Telescope -kuvissa, jotka otettiin 27. huhtikuuta 2015 ja ilmoitettiin 26. huhtikuuta 2016. Sen löytäminen kesti yli vuosikymmenen etsintää sen jälkeen, kun Makemake itse löydettiin, pääasiassa siksi, että kuun kiertorata on sattumalta vinossa Maahan nähden.

Hubble Space Telescope -kuva Makemakesta sen heikon kuun merkitsemällä nuolella
Hubble-kuva, joka paljasti Makemaken kuun, myöhemmin lempinimeltään MK 2, vuonna 2015. Kuva: NASA Hubble, CC BY 2.0, kautta Wikimedia Commons

Makemaken kuu, S/2015 (136472) 1, on pimeä kohde, jonka halkaisija on noin 175 km, kiertävät 22 250 km:n etäisyydellä Makemakesta 18 päivän kiertokauden kanssa, ja on noin 1300 kertaa heikompaa kuin Makemake näkyvässä valossa. Tämä äärimmäinen heikkous on osa siitä, mikä tekee kuusta tieteellisesti hyödyllisen: sen epätavallisen pimeä pinta, Makemaken epätavallisen kirkkaan pinnan rinnalla, voi auttaa selittämään joitakin edellä kuvailtuja keskiinfrapuna-arvoituksia. Hubble Space Telescope -kuvat osoittavat, että Makemakella ei ole lisäkiitä kirkkaampaa kuin näennäinen suuruus 26,9 yli 30000 km:n etäisyyksillä, joten siinä määrin kuin tiedetään, MK 2 on ainoa kumppani, jolla Makemakella on.

Vanha Maailma, jolla on Väkivaltainen Menneisyys

Kuten muut Kuiper-vyöhykkeen kääpiöplaneetat, uskotaan, että Makemake muodostui Aurinkokunnan historian varhaisessa vaiheessa, noin 4,5 miljardia vuotta sitten. On myös esitetty hypoteesi, että massiivinen törmäys toiseen kehoon olisi voinut muodostaa sen kuun – mikä tarkoittaa, että jopa Aurinkokunnan jäätyneet reunat, Makemaken historia voi sisältää samantyyppisiä väkivaltaisia iskutapahtumia, jotka muodostivat planeettoja ja kuita paljon lähempänä Aurinkoa.

Lähteet