ERIS
Wie ein Zwilling von Pluto
von Stefan Deiters
astronews.com
27. Oktober 2011

Die Entdeckung des Zwergplaneten Eris sorgte vor einigen Jahren für erhebliche Aufregung und führte schließlich dazu, dass Pluto von der Internationalen Astronomischen Union zum Zwergplaneten degradiert wurde. Während einer Sternbedeckung konnten Astronomen nun den Durchmesser von Eris präzise bestimmen. Er scheint genauso groß zu sein wie Pluto.

So könnte der Zwergplanet Eris nach Ansicht der Astronomen aussehen. Bild: ESO/L. Calçada

Im November 2010 wanderte der Zwergplanet Eris, von der Erde aus betrachtet, genau vor einem entfernten Stern vorüber - ein Ereignis, das Astronomen als Okkultation bezeichnen. Gerade bei weit entfernten und vergleichsweise kleinen Objekten des Sonnensystems sind solche Okkultationen relativ schwer zu beobachten und kommen zudem auch nicht sehr häufig vor. Die nächste Okkultation, an der Eris beteiligt ist, ereignet sich beispielsweise erst 2013. Trotzdem versuchen Astronomen mit erheblichem Aufwand, diese Ereignisse zu verfolgen, bieten sie doch oft die einzige Möglichkeit, Form und Größe eines entfernten Objekts im Sonnensystem zu bestimmen.

Der Stern für die Bedeckung durch Eris wurde auf Bildern des MPG/ESO-2,2-Meter-Teleskops der europäischen Südsternwarte ESO im chilenischen La Silla entdeckt, die Beobachtungen dann von einem internationalen Astronomenteam durchgeführt. Dabei kam unter anderem das Teleskop TRAPPIST (TRAPPIST steht für TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope) zum Einsatz, das sich auch in La Silla befindet (astronews.com berichtete).

"Die Beobachtung von Okkultationen durch Objekte des Sonnensystems jenseits der Neptunbahn erfordert große Präzision und eine genaue Planung", so Bruno Sicardy vom Observatoire de Paris und Erstautor einer Veröffentlichung über die Beobachtung, die heute in der Fachzeitschrift Nature erscheint. "Es ist aber die beste Möglichkeit, die Größe von Eris zu bestimmen, wenn man nicht selbst hinfliegen möchte." An insgesamt 26 verschiedenen Stellen auf der Erde wurde im vergangenen Jahr versucht, die Okkultation zu beobachten, doch gelang es nur von zwei Orten in Chile aus, das Ereignis direkt zu verfolgen: mit TRAPPIST in La Silla und mit zwei Teleskopen in San Pedro de Atacama. Alle drei Teleskope registrierten die plötzliche Helligkeitsabnahme des fernen Sterns, als Eris vor diesem vorüberzog.

Die Beobachtungen ergaben, dass es sich bei Eris um ein nahezu kugelförmiges Objekt handeln muss. Der Zwergplanet war 2005 entdeckt worden und wurde zunächst als "zehnter Planet" bezeichnet, was eine große Debatte darüber auslöste, welche Kriterien eigentlich einen Planeten ausmachen. Insbesondere konnten viele nicht verstehen, warum man Eris den Planetenstatus verweigern wollte, obwohl die Neuentdeckung doch nach ersten Schätzungen mit einem Durchmesser von 3.000 Kilometern erheblich größer zu sein schien als Pluto. Die Internationale Astronomische Union erklärte 2006 dann Pluto und Eris zu Zwergplaneten (astronews.com berichtete wiederholt).

Nach den jetzt vorgelegten Messungen ist Eris nicht größer als Pluto und hat einen Durchmesser von 2.326 Kilometern, wobei die Ungenauigkeit mit zwölf Kilometern angegeben wird. Der Durchmesser von Pluto ist etwas weniger genau bekannt und wird auf 2.300 bis 2.400 Kilometer geschätzt. Plutos Durchmesser ist deswegen schwerer zu bestimmen, weil der Planet über eine dünne Atmosphäre verfügt, so dass sein Rand bei Sternbedeckungen nicht klar erkennbar ist.

Aus der Bewegung des Erismondes Dysnomia bestimmten die Astronomen zudem die Masse des Zwergplaneten. Sie liegt 27 Prozent über der von Pluto, woraus sich eine Dichte von 2,52 Gramm pro Kubikzentimeter ergibt. "Die Dichte deutet darauf hin, dass es sich bei Eris vermutlich um einen großen Brocken aus Gestein handelt, der von einem relativ dünnen Eismantel überzogen ist", so Emmanuel Jehin vom Institut d'Astrophysique de I'Université de Liège in Belgien.

Die Oberfläche von Eris weist ein sehr hohes Reflexionsvermögen auf und strahlt 96 Prozent des einfallenden Lichts wieder ab. Damit ist der Zwergplanet sogar heller als frisch gefallener Schnee auf der Erde und zählt zu den am stärksten reflektierenden Objekten im Sonnensystem. Grund dafür ist, so das Urteil der Astronomen nach Auswertung des Spektrums des Zwergplaneten, eine vermutlich nur weniger als einen Millimeter dicke Schicht aus Stickstoff-reichem Eis, das mit gefrorenem Methan vermischt ist.

"Diese Eisschicht könnte entstehen, wenn die Atmosphäre aus Methan und Stickstoff sich als Frost auf der Oberfläche absetzt, sobald der Zwergplanet auf seinem langgestreckten Orbit sich von der Sonne entfernt und so in immer kältere Regionen gelangt", vermutet Jehin. Aus dem Eis könnte sich später wieder eine Atmosphäre bilden, wenn sich Eris am sonnennächsten Punkt seiner Bahn befindet, auf dem der Zwergplanet nur 5,7 Milliarden Kilometer von der Sonne entfernt ist. Die maximale Entfernung von Eris von unserem Zentralgestirn beträgt 14,6 Milliarden Kilometer.

Mit Hilfe der neuen Messungen bestimmten die Astronomen auch eine neue Oberflächentemperatur für Eris: Sie beträgt maximal -238 Grad Celsius auf der sonnenzugewandten Seite, auf der Nachtseite dürfte es noch kälter sein. "Es ist schon faszinierend, wie viel man über eine so kleine und entfernte Welt wie Eris herausfinden kann, indem man verfolgt, wie sie vor einem leuchtschwachen Stern entlangwandert - und dies mit relativ kleinen Teleskopen", so Sicary. "Fünf Jahre nachdem man die Kategorie der Zwergplaneten geschaffen hat, lernen wir jetzt ein 'Gründungsmitglied' etwas besser kennen."