Noget omskriver den kosmiske rangorden i ydre solsystem
I solsystemets yderste regioner udspiller der sig noget, der på ny sætter spørgsmålstegn ved de store gaskæmpers indbyrdes hierarki. En række præcise observationer har fået antallet af kendte måner til at stige markant, og Saturn opbygger en imponerende føring over Jupiter.
Små, næsten usynlige objekter i kredsløb om Saturn og Jupiter er ved at ændre de officielle statistikker. For hvert fremskridt inden for observationsteknik opdager forskerne nye bittesmå legemer, der hidtil har undgået opdagelse.
15 nye måner opdaget: 4 ved Jupiter og 11 ved Saturn
Astronomer har identificeret endnu en gruppe af små naturlige satellitter i nærheden af de to største gasplaneter. I alt er der tale om 15 nye måner – 4 ved Jupiter og 11 ved Saturn. Det er ikke de spektakulære isverdener, vi kender fra rumsondefotografier, men derimod uhyre små, svagt lysende brudstykker af sten og is.
Hvert af de nyopdagede objekter har en diameter på omkring 3 kilometer – omtrent på størrelse med en lille by. I den målestok, kosmisk set, er lysstyrken meget svag og ligger i intervallet 25–27 magnituder. Til sammenligning har de svageste stjerner, man kan se med det blotte øje fra et mørkt sted på Jorden, en lysstyrke på omkring 6 magnituder.
Disse måner er så svage, at selv avancerede amatørteleskoper slet ikke kan registrere dem. Der kræves enorme instrumenter og mange gentagne observationssessioner. Medregnet disse objekter er det samlede antal kendte måner i solsystemet nu oppe på 442. Dette tal er ikke endeligt – med enhver forbedring af observationsteknikken finder astronomerne nye bittesmå objekter, der tidligere er gået under radaren.
Teleskopernes grænser: sådan jages ekstremt svage objekter
Jupiters nye måner blev blandt andet fanget med to kraftfulde jordbaserede teleskoper: det 6,5 meter store Magellan-Baade i Chile og det 8 meter store Subaru på Hawaii. Netop deres enorme spejle gør det muligt at opfange tilstrækkeligt lys til overhovedet at registrere så svage punkter på himlen.
Processen bygger ikke på et enkelt billede. Forskerne optager lange serier af fotografier med tidsintervaller imellem og sammenligner dem efterfølgende for at finde objekter, der bevæger sig svagt i forhold til stjernebaggrunden. Bevægelsen er meget langsom, fordi afstandene fra planeterne er enorme, men avancerede algoritmer formår alligevel at opfange den.
- Først optages dybe billeder af det pågældende himmelområde
- Derefter sammenligner en computer billederne og registrerer punkter, der har ændret position
- Herefter verificeres det, om bevægelsesbanen antyder en gravitationsmæssig binding til en bestemt planet
- Først efter måneders kontinuerlig overvågning af banen tildeles objektet status som måne
- Forskere fra Minor Planet Center offentliggør derefter en bekræftelse i faglige bulletiner
- Hele processen kan tage flere år, inden et objekt officielt godkendes
Denne møjsommelige proces forklarer, hvorfor antallet af måner stiger i spring – nye observationsserier kan på én gang afsløre hele grupper af lignende objekter samlet på fjerne, irregulære baner. Forskerne skal desuden udelukke muligheden for, at der er tale om en asteroide eller rumaffald.
Saturn løber fra Jupiter i klassifikationen
Takket være de nye bekræftelser har Saturn nu 285 kendte måner. Jupiter, på trods af sin masse og rygte som "planeternes konge", er stoppet ved 101. Forskellen er enorm og vokser fortsat.
De aktuelle tal viser, at Saturn har næsten tre gange så mange kendte måner som Jupiter. Det er en markant forandring i forhold til det tidligere billede, hvor Jupiter blev betragtet som den absolutte leder. I de officielle statistikker optages udelukkende objekter, der er indberettet og bekræftet af specialiserede institutioner, herunder Minor Planet Center, som udgiver de relevante cirkulærer, de såkaldte MPEC. Det er netop i sådanne bulletiner, at de seneste tilføjelser ved begge planeter er blevet beskrevet.
Det samlede billede af månelandskabet i solsystemet ser i dag således ud:
- Saturn: 285 kendte måner
- Jupiter: 101 kendte måner
- Uranus: 28 kendte måner
- Neptun: 16 kendte måner
- Mars: 2 små måner, Phobos og Deimos
- Jorden: 1 stor Måne
- Venus og Merkur: ingen måner
Forskellene er ekstreme. På den ene side har vi Saturn, der er omgivet af en hel sværm af små satellitter, og på den anden side Jorden med én stor Måne og Mars med to bittesmå, irregulære måner.
Hvorfor har Saturn så mange små måner?
Saturn befinder sig længere fra Solen end Jupiter og kredser i et område, hvor den primordiale materialetæthed var lidt anderledes. Rundt om planeten breder der sig et veludviklet system af ringe og bælter af is- og stenrester, hvilket hjælper med at "fange" mindre objekter i tyngdekraftens greb.
Mange astronomer mener, at en stor del af de mindste satellitter er rester af engang større legemer. De kan være blevet revet i stykker som følge af kollisioner eller tætte forbiflyvninger og er siden blevet til skyer af fragmenter, hvoraf en del har stabiliseret sig på irregulære baner. Jo stærkere et tyngdefelt, og jo mere frit materiale der befinder sig i planetens omgivelser, desto større er chancen for, at der opstår et veludviklet system af små måner.
Fra et astrofysisk synspunkt er disse objekter fascinerende, fordi de gemmer "frosne" informationer om det unge solsystem. Deres sammensætning, form og banefordeling hjælper med at rekonstruere forløbet af gamle kollisioner og planetmigrationer. Forskerne antager, at visse måner oprindeligt kan have tilhørt andre objekter – for eksempel fra Kuiperbæltet.
Et lille hold bag hundredvis af måner
I modsætning til hvad man måske ville forvente, står der ikke et kæmpe konsortium bag en stor del af de seneste succeser, men derimod en gruppe af få højt specialiserede forskere. Videnskabsformidlende medier fremhæver særligt duoen Scott Sheppard og Edward Ashton, som uafhængigt af hinanden har bidraget til opdagelsen af snesevis af disse små legemer.
Forskere fra Carnegie Institution for Science i Washington og University of British Columbia i Canada har i årevis viet systematisk arbejde til observationer af solsystemets ydre regioner. Deres tålmodighed og præcision giver resultater, der ændrer vores forståelse af planetariske systemer. De støttes desuden af internationalt samarbejde med andre observatorier i Chile, på Hawaii og på andre lokaliteter med optimale observationsforhold.
