Makemake: Planeta Karłowata, Która Przedefiniowała Plutona

Makemake to planeta karłowata krążąca wokół Słońca w pasie Kuipera, dysku ciał lodowych poza orbitą Neptuna. Jest czwartą co do wielkości planetą karłowatą i obiektem transneptunianym w Układzie Słonecznym, o średnicy stanowiącej 60% średnicy Plutona. Przez większość historii była dla nas całkowicie niewidoczna – nie dlatego, że jest szczególnie mała, ale dlatego, że jest szczególnie daleko, ukryta w rejonie Układu Słonecznego, który astronomowie zaczęli szczegółowo mapować dopiero w ostatnich dziesięcioleciach.

Makemake została odkryta 31 marca 2005 roku przez amerykańskich astronomów Michaela E. Browna, Chada Trujillo i Davida Rabinowitza w Obserwatorium Palomarskim. Jako jeden z największych obiektów znalezionych przez zespół odkrycie Makemake przyczyniło się do przeklasyfikowania Plutona jako planety karłowatej w 2006 roku – czyniąc Makemake w dziwny sposób częściowo odpowiedzialną za utratę statusu planetarnego Plutona. Nowy, duży świat w pobliżu Plutona zmuszył astronomów do postawienia trudnego pytania: jeśli to również się liczy, gdzie są granice?

Zdjęcia odkrycia Makemake zostały wykonane 31 marca 2005 roku, ale dopiero 3 kwietnia 2005 roku Brown znalazł obiekt podczas inspekcji swoich zdjęć i zidentyfikował go jako niezwykle jasny. Zanim miał rzeczywistą nazwę, obiekt był znany pod tymczasowym oznaczeniem, które utrzymało się przez lata. Przed nazwaniem Makemake była znana jako tymczasowe oznaczenie 2005 FY9 i przezwisko "Easterbunny", odwołanie do odkrycia wkrótce po Wielkanocy. Nazwa Makemake została zatwierdzona i ogłoszona przez IAU w lipcu 2008 – lata po pierwszym zaobserwowaniu obiektu i długo po tym, jak "Easterbunny" stało się nieoficjalną nazwą używaną przez astronomów między sobą.

Makemake krąży wokół Słońca za Neptunem w średniej odległości 45,5 AU, podążając umiarkowanie eliptyczną orbitą, która waha się od 38,2 AU w peryhelium do 52,8 AU w aphelium, z relatywnie wysokim nachyleniem orbity 29 stopni do ekliptyki. To nachylenie wyróżnia Makemake od bardziej płaskich, bardziej okrągłych orbit klasycznych planet – cecha wspólna dla obiektów pasa Kuipera, które kształtowały się i ewoluowały w znacznie mniej uporządkowanym środowisku niż wewnętrzny Układ Słoneczny.

Makemake krąży w ramach tego samego szerokiego obszaru, który nadaje pasowi Kuipera jego skalę. Pas Kuipera, gdzie krąży Makemake, jest podobny do pasa asteroidów, ale znacznie większy, 20 razy szerszy i 20 do 200 razy masywniejszy – ogromny zewnętrzny magazyn ciał lodowych, z których Makemake jest jednym z największych znanych mieszkańców.

Makemake to prawie sferyczny obiekt o średniej średnicy około 1430 km, stanowiący około 60% średnicy Plutona lub 11% średnicy Ziemi, co czyni go czwartą co do wielkości znaną planetą karłowatą i obiektem transneptunianym w Układzie Słonecznym, po Plutonie, Eridzie i Haumea. Ranguje się podobnie pod względem masy: Makemake ma masę około 2,5×10^21 do 2,9×10^21 kg, określoną z okresu orbitalnego i odległości jego księżyca, co czyni go czwartym co do masy znanym obiektem transneptunianym i planetą karłowatą, ponownie po Eridzie, Plutonie i Haumea.

Ogólna struktura Makemake również pasuje do znanego wzoru wśród odległych światów lodowych. Makemake ma średnią gęstość około 1,76 g/cm³, podobną do planet karłowatych transneptunianym Plutonowi, Gongongowi i Quoarowi – przybliżone podobieństwo składu podzielane między kilka największych znanych obiektów pasa Kuipera.

Ze względu na dużą odległość od Słońca powierzchnia Makemake ma niezwykle niską temperaturę od 30 do 40 K, wystarczająco zimną, aby metan istniał jako stały lód. Tego samego metanu powierzchnia jest niezwykle jasna: w widocznym świetle powierzchnia Makemake ma albedo geometryczne 82%, co czyni ją bardziej odbijającą niż Pluton. Obserwacje Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba wykazały, że powierzchnia Makemake zawiera mniej niż 3% azotu i mniej niż 1 część na milion tlenku węgla, skład zdominowany całkowicie przez metan, a nie lód azotowy powszechny na niektórych innych odległych światach.

Ustalenie szybkości obrotu Makemake okazało się zaskakująco trudne. Okres obrotu Makemake jest niepewny, pomiary dają 11,4 lub 22,8 godzin od roku 2025; planeta karłowata wykazuje bardzo małą zmianę jasności, tylko 0,03 magnitut, co sprawia, że teleskopom trudno zmierzyć jej okres obrotu. I niezależnie od dokładnego obrotu, jej powierzchnia jest niezwykle jednorodna: od Makemake nie oczekuje się gór wyższych niż 10 km, niezwykle płaski krajobraz dla świata o aktywnej geologii w innym miejscu jego struktury.

Makemake nadal produkuje pomiary, które się całkowicie nie zgadzają. Makemake emituje niezwykle dużą ilość promieniowania podczerwonego pośredniego w porównaniu z dalekiej podczerwienią, charakterystyka po raz pierwszy zgłoszona przez Teleskop Kosmiczny Spitzera w 2008 roku. W 2025 roku astronom Csaba Kiss i współpracownicy zasugerowali, że nadmierne promieniowanie podczerwieniowe pośrednie Makemake mogło być spowodowane albo gorącą plamą kryowulkaniczną osiągającą około 150 K, albo pierścieniem orbitalnym małych ziarenek pyłu zawierającego węgiel – dwa bardzo różne wyjaśnienia i żadne nie są potwierdzone.

Istnieje również kwestia cienkiej, teoretycznej atmosfery. Gdyby wykryty metan Makemake był całkowicie zawarty w grawitacyjnie związanej atmosferze, ciśnienie atmosferyczne na jej powierzchni byłoby około 10 picobarów, około 100 miliardów razy niższe niż ciśnienie atmosferyczne Ziemi i 1 milion razy niższe niż Plutona – technicznie atmosfera, ale tak cienka, że prawie się liczy za definicją codzienną słowa.

Makemake ma tylko jeden znany księżyc, czasowo oznaczony S/2015 (136472) 1 i przezwisko "MK 2", odkryty na zdjęciach Kosmicznego Teleskopu Hubble'a wykonanych 27 kwietnia 2015 i ogłoszony 26 kwietnia 2016. Znalezienie go zajęło ponad dekadę poszukiwań po odkryciu samej Makemake, głównie dlatego, że orbita księżyca jest przypadkowo nachylona w stosunku do Ziemi.

Księżyc Makemake, S/2015 (136472) 1, to ciemny obiekt o średnicy około 175 km, krążący w odległości 22 250 km od Makemake z okresem orbitalnym 18 dni i jest około 1300 razy słabszy niż Makemake w świetle widzialnym. Ta skrajna słabość jest częścią tego, co czyni księżyc naukowo użytecznym: jego niezwykle ciemna powierzchnia, obok niezwykle jasnej powierzchni Makemake, może pomóc wyjaśnić niektóre tajemnice promieniowania podczerwonego pośredniego opisane powyżej. Obrazowanie Kosmicznego Teleskopu Hubble'a pokazuje, że Makemake nie ma dodatkowych księżyców jaśniejszych niż pozorna wielkość 26,9 w odległościach przekraczających 30 000 km, więc na ile wiadomo, MK 2 jest jedynym towarzyszem, którzy Makemake ma.

Podobnie jak inne planety karłowate w pasie Kuipera, uważa się, że Makemake powstała na wczesnym etapie historii Układu Słonecznego, około 4,5 miliarda lat temu. Zasugerowano również, że masywna kolizja z innym ciałem mogła utworzyć jej księżyc – co oznacza, że nawet na zamarzniętej krawędzi Układu Słonecznego historia Makemake może zawierać ten sam rodzaj gwałtownych zdarzeń uderzeniowych, które ukształtowały planety i księżyce znacznie bliżej Słońca.

• Wikipedia: Makemake
• Wikipedia: S/2015 (136472) 1
• Wikipedia: Kuiper belt