(90377) Sedna
(90377) Sedna ist ein großes transneptunisches Objekt jenseits des Kuipergürtels und gehört aufgrund seiner Größe und Masse höchstwahrscheinlich zu den Zwergplaneten. Aufgrund des Perihels von 76 Astronomischen Einheiten (AE) kann es kein von Neptun gestreutes Objekt des Kuipergürtels (KBO) sein und wird von Mike Brown in die neue Klasse der „distant detached objects“ (DDOs, deutsch etwa „entfernte losgelöste Objekte“) zugehörig eingeordnet. Ihr astrologisches Symbol ist .svg.png.webp){kind=small}
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| Asteroid (90377) Sedna .svg.png.webp){kind=small} | |
|---|---|
 | |
| Eigenschaften des Orbits Animation | |
| Orbittyp | Transneptunisches Objekt |
| Große Halbachse | 510,360 AE |
| Exzentrizität | 0,850 |
| Perihel – Aphel | 76,554 AE – 944,166 AE |
| Neigung der Bahnebene | 11,9° |
| Länge des aufsteigenden Knotens | 144,2° |
| Argument der Periapsis | 311,0° |
| Zeitpunkt des Periheldurchgangs | 8. August 2075 |
| Siderische Umlaufzeit | 11.530 ± 6 a |
| Mittlere Orbitalgeschwindigkeit | 1,036[1] km/s |
| Physikalische Eigenschaften | |
| Mittlerer Durchmesser | [2] |
| Albedo | 0,32 ± 0,06[2] |
| Rotationsperiode | 10,273 h |
| Absolute Helligkeit | 1,5 ± 0,3 mag |
| Spektralklasse | B-V=1,24 V-R=0,78[3] |
| Geschichte | |
| Entdecker | Michael E. Brown Chadwick A. Trujillo David L. Rabinowitz |
| Datum der Entdeckung | 14. November 2003 |
| Andere Bezeichnung | 2003 VB12 |
| Quelle: Wenn nicht einzeln anders angegeben, stammen die Daten vom JPL Small-Body Database. Die Zugehörigkeit zu einer Asteroidenfamilie wird automatisch aus der AstDyS-2 Datenbank ermittelt. Bitte auch den Hinweis zu Asteroidenartikeln beachten. | |
Entdeckung und Benennung
Entdeckt wurde Sedna am 14. November 2003 von Mike Brown (California Institute of Technology), Chad Trujillo (Gemini-Observatorium) und David Rabinowitz (Yale-Universität) mit dem 1,2-m-Schmidt-Teleskop am Mount-Palomar-Observatorium. Weitere Untersuchungen wurden mit dem Spitzer-Weltraumteleskop und dem Hubble-Weltraumteleskop durchgeführt. Am 15. März 2004 wurde die Entdeckung veröffentlicht.[5] Die vorläufige Bezeichnung lautete 2003 VB12. Das Objekt erhielt die Kleinplanetennummer 90377.
Nach ihrer Entdeckung ließ sich Sedna auf älteren Aufnahmen bis zurück ins Jahr 1990 identifizieren, wodurch genauere Bahndaten berechnet werden konnten. Seither wurde der Planetoid durch verschiedene Teleskope wie das Hubble-, das Spitzer- und das Herschel-Weltraumteleskop sowie erdbasierte Teleskope beobachtet. Im Dezember 2017 lagen insgesamt 196 Beobachtungen über einen Zeitraum von 25 Jahren vor.[6][7]
Wegen seines kalten und entfernten Wesens benannten die Entdecker das Objekt nach Sedna, der Meeresgöttin der Inuit, die der Sage nach in den kalten Tiefen des Atlantischen Ozeans lebt. Am 28. September 2004 gab das Minor Planet Center den Namen bekannt.[8]
Wie alle anderen transneptunischen Objekte außer Pluto besitzt Sedna kein offizielles astronomisches Symbol, da solche Symbole in der modernen Astronomie nur noch eine untergeordnete Rolle spielen. Hingegen wurde 2018 ein astrologisches Symbol ⯲ als Schriftzeichen U+2BF2 sedna in Unicode (mit Version 11) aufgenommen.[9]
Eigenschaften
Umlaufbahn
Sedna umrundet die Sonne auf einer prograden, hochgradig elliptischen Umlaufbahn zwischen 76,15 Astronomischen Einheiten (AE) und etwa 900 AE Abstand zu deren Zentrum. Die Bahnexzentrizität beträgt 0,841, die Bahn ist 11,9° gegenüber der Ekliptik geneigt.
Die derzeitige Entfernung zur Sonne beträgt 85,2 AE (knapp 12,75 Milliarden Kilometer).[10] Dies entspricht in etwa der dreifachen Entfernung des Neptun (des äußersten Planeten) zur Sonne. Das Sonnenlicht benötigt für diese Strecke 11 Stunden und 49 Minuten. Sedna wird ihr Perihel im September 2076 erreichen.
Im Aphel ist Sedna etwa 18¼-mal weiter von der Sonne entfernt als Pluto an seinem äußersten Punkt. Dies entspricht 0,0142 Lichtjahren. Damit benötigt das Sonnenlicht etwa 5 Tage und 5 Stunden, um zu Sedna zu gelangen, wenn sie im Aphel ist, während es am sonnennächsten Punkt etwa 10½ Stunden sind. Man müsste Sednas Apheldistanz über 300-mal zurücklegen, um zum nächsten Sternsystem Alpha Centauri zu gelangen.
Die Apheldistanz ist außergewöhnlich groß, jedoch wird Sedna in dieser Hinsicht von dem erheblich kleineren neptunbahnkreuzenden Objekt (308933) 2006 SQ372 übertroffen.
Die Umlaufzeit von Sedna beträgt rund 10.513 Jahre.
Das Objekt gehört aufgrund der extremen Bahnelemente nicht mehr zum Kuipergürtel, andererseits ist es von der Sonne nur ein Zehntel so weit entfernt wie die angenommene Oortsche Wolke. Auch wenn die genaue Einordnung noch unklar ist, gehört Sedna einer neuen Klasse von Objekten an (siehe unten).
| Objekt | Halbachse a (AE) |
Exzentrizität e |
Perihel q (AE) |
Aphel Q (AE) |
Inklination i (°) |
Argument der Periapsis (°) |
Länge des aufst. Knotens Ω (°) |
Umlaufzeit T (Jahre) |
Absolute Helligkeit H (mag) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| (90377) Sedna | 510.4 | 0,85 | 76,4 | 944 | 11,931 | 311 | 144 | 11.530 | 1,56 |
| 2012 VP113 | 269 | 0,70 | 80,44 | 458 | 0,69 | 24,07 | 293,7 | 90,8 | 4,0 |
| (541132) Leleākūhonua | 1274 ± 147 | 0,949 | 65,17 | 2483 ± 300 | 11,66 | 118 | 301 | 45.500 ± 800 | 5,5 |
| 2013 SY99 | 825 ± 32 | 0,939 | 50,08 | 1500 ± 60 | 4,214 | 31.7 | 29,5 | 23.700 ± 1.400 | 6,7 |
Größe und Rotation
Nach gegenwärtigen Schätzungen (Stand 2012) hat Sedna einen Durchmesser von 995 km.[2] Zuvor wurde von wesentlich größeren Durchmessern von 1400 bis zu 1700 km ausgegangen. Da Sedna jedoch offenbar ein größeres Rückstrahlvermögen hat als ursprünglich angenommen, hat sich dieser Wert stark nach unten korrigiert. Damit ist Sedna etwas größer als der größte Körper im Hauptgürtel, der Zwergplanet Ceres.
Sedna rotiert in rund 10 Stunden einmal um ihre Achse.
| Jahr | Abmessungen km | Quelle |
|---|---|---|
| 2005 | <1800,0 | Grundy u. a.[12] |
| 2007 | <1600,0 | Stansberry u. a.[13] |
| 2010 | 1600,0 | Tancredi[14] |
| 2012 | 995,0 ± 80,0 | Pál u. a.[15] |
| 2013 | 906,0 +314,0−258,0 | Lellouch u. a.[16] |
| 2014 | 700 | Braga-Ribas u. a.[17] |
| 2018 | 1041,0 | Brown[18] |
| Die präziseste Bestimmung ist fett markiert. | ||
Oberfläche
Sedna hat eine stark rötliche Färbung, die jener des viel sonnennäheren Zentauren Pholus oder des Planeten Mars ähnelt. Die Ursache dieser Färbung ist bisher ungeklärt, sie weicht deutlich von der Farbe der bisher entdeckten Transneptune ab.
Die Oberflächentemperatur dürfte aufgrund dieser großen Distanz zur Sonne bei lediglich 30 K (−243 °C) liegen. Die scheinbare Helligkeit von Sedna beträgt im Perihel 20,4m.[6]
Größenvergleich
Zwergplaneten-Kandidat
In den Medien wurde Sedna vielfach als der 10. Planet unseres Sonnensystems bezeichnet – eine Aussage, die jedoch von Seite der Wissenschaft wenig Unterstützung fand. Astronomen sahen in Sedna wegen ihrer relativ geringen Größe und der hohen Bahnexzentrizität keinen „echten“ Planeten.
Bevor es eine offizielle und allgemein anerkannte Planetendefinition gab, war die Frage, wann ein Objekt als Planet zu bezeichnen ist, nicht eindeutig geklärt. Ginge man nur von der Größe des Objektes aus, so hätte das am 29. Juli 2005 bekanntgegebene Objekt Eris, dessen Durchmesser auf 2326 km geschätzt wird, in jedem Fall als 10. Planet gelten müssen, vorausgesetzt, Pluto hätte seinen Status beibehalten. Wird als Maßstab eine stabile Umlaufbahn angesetzt, so unterscheiden sich Pluto und alle anderen Objekte hier erheblich von den anderen Planeten durch ihre stark exzentrische Umlaufbahn.
Die offizielle Definition benutzt eine dritte Bedingung, die fordert, dass ein Objekt durch seine Anziehungskraft seine Umlaufbahn von anderen Objekten gesäubert haben muss, um als Planet zu gelten. Dies trifft auf keines der seit 1846 entdeckten Objekte zu, wodurch diesen der Planetenstatus aberkannt beziehungsweise verwehrt wurde. Stattdessen sind Objekte, die diese Bedingung nicht erfüllen, jetzt als die neue Klasse der Zwergplaneten definiert.
Es war eine Grundsatzfrage, ob das Sonnensystem 8 oder 10 (und gegebenenfalls noch mehr) Planeten hat. Eine Kommission der Internationalen Astronomischen Union veröffentlichte am 16. August 2006 vorab eine Definition für einen Planeten, nach der Sedna als „Planetenkandidat“ eingestuft wurde. Die Abstimmung am 24. August ergab für Sedna jedoch höchstens eine mögliche Einstufung als Zwergplanet. Bis zu einer offiziellen Festlegung durch die IAU gilt Sedna als Zwergplanetenkandidat.
Sowohl Mike Brown als auch Gonzalo Tancredi kommen zu dem Schluss, dass es sich bei Sedna fast sicher um einen Zwergplaneten handelt, da sie sich aufgrund ihrer geschätzten Größe und Masse vermutlich im hydrostatischen Gleichgewicht befindet, also nahezu sphärisch geformt sein dürfte. Gonzalo Tancredi schlägt der IAU vor, sie offiziell als solchen anzuerkennen.[14]
Hypothesen und Spekulationen
Als das entfernteste bekannte große Objekt des Sonnensystems, noch dazu auf einer unerwarteten Bahn, regt Sedna zu Spekulationen an – viel mehr als andere Kleinplaneten. Die große Entfernung zur Sonne etwa wirft Fragen nach Alternativen zu bisherigen Entstehungsmodellen auf. So liefert das derzeitige Modell zur Planetenentstehung (Zusammenballung von Planetesimalen) bereits für reguläre Objekte des Kuipergürtels aufgrund der geringen Dichte des protoplanetaren Materials eine Entstehungsdauer, die um mehr als eine Zehnerpotenz länger ist (mehrere 100 Millionen Jahre) als die Lebensdauer der protoplanetaren Scheibe (weniger als 10 Millionen Jahre). Zur Erklärung dieser und anderer bislang unverstandener Fakten gibt es verschiedene Hypothesen, die zu beurteilen es jedoch noch weiterer Forschung bedarf.
Diskussion zu Ursprung und Herkunft
Die drei Entdecker äußern die Vermutung, Sedna gehöre zu einer Inneren Oortschen Wolke. Diese könnte sich aus der ursprünglichen Oortschen Wolke durch eine Störung von außen gebildet haben. In Frage kommt dafür zum Beispiel eine frühere, enge Begegnung des Sonnensystems mit einem nahen Stern. Die ungewöhnlich exzentrische Bahn könnte aber auch von Störungen durch einen größeren Körper unseres Sonnensystems weiter außen herrühren (Planet Neun). Dann wäre Sedna ein nach außen gestreutes Objekt des Kuipergürtels.
Sednas hypothetischer Mond
Zunächst wurde beobachtet, dass sich das von Sedna reflektierte Sonnenlicht periodisch alle 40 Tage ändert, woraus auf eine gleich lange Rotationsperiode geschlossen wurde. Für einen Kleinplaneten wäre dies eine außergewöhnlich langsame Rotation, was die Frage nach bremsenden Effekten erhebt. Eine Erklärungsmöglichkeit wären Gezeitenkräfte durch einen oder mehrere große Monde. Die Beispiele von Venus und Merkur zeigen zwar, dass eine langsame Rotation ohne Mond vorkommen kann. Merkur wurde allerdings durch die Gezeitenkräfte der Sonne auf eine 3:2-Resonanz mit seiner Umlaufzeit abgebremst.
Am 14. April 2004 veröffentlichte die NASA neue Bilder des Hubble-Weltraumteleskops, auf denen laut Untersuchung kein Begleiter zu erkennen ist. Ein Mond in der erforderlichen Größe müsste erkannt worden sein, es sei denn, er hätte bei der Aufnahme unmittelbar vor oder hinter Sedna gestanden. Zudem konnte aus den Beobachtungen mit Hubble die Rotationsperiode Sednas nicht exakt abgeleitet werden.
Von Oktober 2004 bis Januar 2005 führte eine Gruppe des Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics um Scott Gaudi eine Beobachtungskampagne durch, die die Ergebnisse von Brown et al. nicht bestätigen konnte. Diese Gruppe ermittelte Rotationsperioden von 10 beziehungsweise 18 Stunden, die zur Erklärung keinen bremsenden Effekt eines Mondes benötigen. Durch diese Messungen können Rotationsperioden von über 10 Tagen ausgeschlossen werden. Nach einer Vermutung von Gaudi könnte die ursprünglich gemessene Periode von 40 Tagen durch Hintergrundgalaxien vorgetäuscht worden sein – es werden jedoch noch weitere Beobachtungen benötigt, um die genaue Rotationsperiode exakt bestimmen zu können.
Siehe auch
Literatur
- B. Scott Gaudi, Krzysztof Z. Stanek, Joel D. Hartman, Matthew J. Holman, Brian A. McLeod: On the Rotation Period of (90377) Sedna, in The Astrophysical Journal, Vol. 629, Issue 1, S. L49–L52 (08/2005); arxiv:astro-ph/0503673
- M. E. Brown, C. A. Trujillo, D. Rabinowitz, J. Stansberry, F. Bertoldi, C. D. Koresko: A Sedna update: source, size, spectrum, surface, spin, satellite. November 2004, bibcode:2004DPS....36.0301B., in American Astronomical Society, DPS meeting #36 (11/2004)
- Mike Brown: Wie ich Pluto zur Strecke brachte und warum er es nicht anders verdient hat. Springer Spektrum, Berlin/Heidelberg 2012, ISBN 978-3-8274-2944-5.
Weblinks
- Astro Corner: Sedna, Ausnahmeerscheinung hinter der Neptun-Bahn
- Planet-Like Body Discovered at Fringes of Our Solar System, NASA-Pressemitteilung (englisch)
- Most Distant Object in Solar System Discovered – Spitzer-Weltraumteleskop-Pressemitteilung (englisch)
- Mike Brown – Sedna (2003 VB12) (englisch)
Videos
- Was ist Sedna? aus der Fernseh-Sendereihe alpha-Centauri (ca. 15 Minuten). Erstmals ausgestrahlt am 18. Jan. 2006.
Einzelnachweise
- v ≈ π*a/periode (1+sqrt(1-e²))
- A. Pál, C. Kiss, T. G. Müller, P. Santos-Sanz, E. Vilenius, N. Szalai, M. Mommert, E. Lellouch, M. Rengel, P. Hartogh, S. Protopapa, J. Stansberry, J.-L. Ortiz, R. Duffard, A. Thirouin, F. Henry, A. Delsanti: “TNOs are Cool”: A survey of the trans-Neptunian region. VII. Size and surface characteristics of (90377) Sedna and 2010 EK139. In: Astronomy & Astrophysics. 541, Nr. L6, 2012. arxiv:1204.0899. bibcode:2012A&A...541L...6P. doi:10.1051/0004-6361/201218874.
- S. Tegler u. a.: Kuiper Belt Object Magnitudes and Surface Colors (September 2006) (Memento vom 1. September 2006 im Internet Archive)
- U+2BF2 ⯲. David Faulks (2016) 'Eris and Sedna Symbols,' L2/16-173R, Unicode Technical Committee Document Register.
- MPEC 2004-E45 : 2003 VB12. IAU Minor Planet Center. 15. März 2004. Abgerufen am 22. Dezember 2017.
- (90377) Sedna in der Small-Body Database des Jet Propulsion Laboratory (englisch). Abgerufen am 22. Dezember 2017.
- (90377) Sedna beim IAU Minor Planet Center (englisch) Abgerufen am 22. Dezember 2017.
- MPC/MPO/MPS Archive. In: Minor Planet Center. Abgerufen am 22. Dezember 2017.
- David Faulks: L2 Document L2/16-173: Eris and Sedna Symbols. Unicode Technical Committee, 12. Juni 2016.
- AstDyS-2. Universita di Pisa, abgerufen am 22. Dezember 2017.
- SSD-Daten. (JSON-Daten) In: Small-Body Database Query. Caltech/JPL
- W. Grundy u. a.: Diverse Albedos of Small Trans-Neptunian Objects (Februar 2005)
- J. Stansberry u. a.: Physical properties of Kuiper belt objects and Centaurs: Constraints from Spitzer Space Telescope (Februar 2007)
- Gonzalo Tancredi: Physical and dynamical characteristics of icy “dwarf planets” (plutoids). In: International Astronomical Union (Hrsg.): Icy Bodies of the Solar System: Proceedings IAU Symposium No. 263, 2009. 2010. doi:10.1017/S1743921310001717. Abgerufen am 16. Dezember 2017.
- A. Pál u. a.: “TNOs are Cool”: A survey of the trans-Neptunian region -- VII. Size and surface characteristics of (90377) Sedna and 2010 EK139 (April 2012)
- E. Lellouch u. a.: “TNOs are cool”: A survey of the trans-Neptunian region IX. Thermal properties of Kuiper belt objects and Centaurs from combined Herschel and Spitzer observations (September 2013)
- F. Braga-Ribas u. a.: Stellar occultations by transneptunian and Centaurs objects: Results from more than 10 observed events (Oktober 2014)
- M. Brown: How many dwarf planets are there in the outer solar system? (November 2018)