Hur VĂ„r Milky Way Galaxy Fick Spiral Arms

Den 26 mars meddelade forskare upptäckten av 2012 VP133, ett uppskattat objekt på 280 kilometer bred (450 kilometer) som ligger strax bortom Kuiperbältet av isiga föremål som svärmar utanför Neptuns bana.

Det nya objektet heter "Biden" efter vice presidenten i USA, eftersom både Joe Biden och 2012 VP133 är "VPs". Det är en av endast två dvärgplaneter som upptäckts bortom Kuiperbältet, med Sedna (för ett decennium sedan) som den andra. Papperet, "En sednaliknande kropp med en perihelion av 80 astronomiska enheter", publicerades i tidningen Natur.

Kartläggning av små världar vid solsystemets kant kunde på en dag visa vetenskapsmän hur livet uppstod på jorden. Det beror på att många av dessa föremål kan innehålla organiska, kolbaserade material som är ingredienser för livet. [Största platser där livet finns på jorden]

Som forskarna fortsätter sin sökning, förväntar de sig att 2012 VP133 kommer att bli den första av en rad upptäckter av sådana föremål. Att hitta en sådan värld har ett eget värde, men laget tänker också på en större astrobiologisk fråga när de studerar 2012 VP133. Är möjliga organiska ämnen - som uppträder som ultra-rött material i teleskop - en möjlig källa för livet på jorden? Och kan detta vara sant för andra planetära system också?

"En av de frågor jag har haft är att försöka kartlägga vad som är det här ultra-röda materialet i Kuiperbältet", säger Scott Sheppard, en fakultetsmedlem vid Carnegie Institution for Science, Department of Terrestrial Magnetism (DTM) i Washington , DC

Sheppard upptäckte objektet tillsammans med Gemini Observatory's Chadwick Trujillo.

Nyfiken nog, 2012 VP133 har inget av det här materialet, men Sedna gör det. Det kommer att ta fler upptäckter av sådana föremål för att ta reda på om ultrafärgat material är vanligt utanför Kuiperbältet, och hur organiken kunde ha transporterats till jorden tidigt i vårt solsystems historia.

En skattkälla av möjliga organiska ämnen

De flesta dvärgplaneter hittades - inklusive Pluto, som en gång betraktades som en planet - bor i Kuiperbältet, en stor samling frysta föremål som kretsar vår Sun cirka 30-50 astronomiska enheter (AU) bort. En astronomisk enhet är avståndet mellan jorden och solen, cirka 150 miljoner kilometer.

Det finns miljoner objekt i Kuiperbältet, men de som intresserar Sheppard och hans kollegor är de som har "resonanser" med Neptunus. En orbitalresonans uppstår när två kroppar - som en planet och en måne, eller en planet och en asteroid - utövar gravitation på varandra som sätter dem i nära relaterade banor.

I ett 2012-papper i Astronomisk tidskrift, "Färgskillnaderna mellan Kuiperbälteobjekt i resonans med Neptun", undersökte Sheppard 58 Kuiper Belt-objekt som har en resonans med gasjätten.

Han fann att de resonansobjekt som är inbäddade i Kuiperbältet är fulla av detta ultra-röda material, vilket indikerar sannolika organiska egenskaper. På bältets kant har vissa av dessa föremål fortfarande materialet, vilket visar att det på något sätt läcker in i det inre solsystemet. De som är ganska långt bort visar emellertid inget av materialet.

Sedna och 2012 VP133 ligger långt bortom gränserna för Kuiperbältet. Sheppards nya papper hävdar att de är en del av kanterna i Oort Cloud, en teoretiserad isig samling av objekt som sträcker sig för tusentals AUer borta från jorden. (Oort Cloud är kanske mest känt för att vara den antagna källan till många kometer som flyger in i det inre solsystemet.)

Det är svårt att föreställa sig hur dvärgplaneter som Sedna och 2012 VP133 kan få ultra-rött material från Kuiperbältet eftersom de är så långt ifrån det. Vidare är det oklart varför endast Sedna (av de två dvärgplaneterna som är kända i den regionen) har materialet. De är för långt borta för Neptun för att få något inflytande på dem. Så vad hände? [New Dwarf Planet Photos: Bilder av 2012 VP113]

Att bestämma vilka resonanser som har och inte har extremt rött material hjälper oss att förstå hur det ultra-röda materialet har rört sig runt det yttre solsystemet, säger Sheppard.

En stor skott

Om man tittar på andra objekt blir det klart att något stort troligt störde några av dem. Till exempel uppmärksammades Sednas konstiga omlopp, eftersom det är så excentriskt. Dvärgplaneten varierar mellan 80 AU och 940 AU - vilket innebär att en omlopp tar cirka 11 400 år att slutföra. Det är den absolut mest excentriska omloppet i solsystemet.

"Det bildades förmodligen mycket längre in och på något sätt spridda där ute och fångades in i det ingena landområdet", sa Sheppard.

Sheppard och Trujillo jämförde sedan Sednas och 2012 VP133s banor med 10 representativa Kuiper Belt-objekt som har excentriska banor. Till sin förvåning fann de att alla 12 hade nästan identiska "perihelionsargument". Det är en orbitalparameter som mäter vinkeln mellan två punkter i varje objektets bana: närmaste tillvägagångssätt för solen och den plats där objekten korsar solsystemet.

"De borde bara ha slumpmässiga argument om perihelion," sa Sheppard.

Likheterna pekar på en jätte störning som orsakar kaos. Det finns tre teorier för detta. Kanske en oseriös planet (jordens storlek eller mindre) kastades ut ur solsystemet, kasta mindre föremål åt sidan när det passerade in i det yttre solsystemet.

"Den rogue planet kunde ha blivit utstött eller det kunde vara där ute idag," sa Sheppard.

Han sa att det skulle vara för svagt att dyka upp i undersökningar, till exempel NASAs Wide Field Infrared Survey Explorer (WISE), en rymdfarkost som är mer lämpad för att hitta gasjättande planeter som avger sin egen värme.

En annan teori - den ledande - säger att en passande stjärna på cirka 200 AU orsakade stora gravitationstörningar. Det verkar lätt att förklara en stjärna som suger på den vandrande Sedna, men VP113 har en mer cirkulär bana som bara går så långt som 266 AU.

"Det gör VP113 mer tätt bunden till solen, och det är svårare att bilda det från ett stellärt möte," sa Sheppard. "Det måste bli starkare eller ett större objekt, så det är mindre troligt att det har hänt."

Den tredje - Sheppard betecknade den "mörka häste" teorin - föreslår Sun-fångade extrasolära planeter från en annan stjärna tidigt i Suns historia, medan den bildades i ett moln av gas och unga stjärnor.

Hundratals objekt väntar på upptäckten

När Sheppard brottas med frågan om hur det ultra-röda materialet flyttade, är han också intresserad av att lära sig mer om själva materialets natur. Forskare misstänker att det är organiska, men vilken slags organik är av stort intresse. Lyckligtvis finns det en chans att ta en närmare titt.

NASAs New Horizons-probe seglar för närvarande till det yttre solsystemet. Det förväntas göra ett pass av Pluto och dess månar 2015 innan de zoomar mot Kuiperbältet. Efter att Pluto-mötet är klart, kanske rymdfarkosten kan vända sina observationer till ett ultra-rött objekt. Inga kandidater har identifierats än, men det här är en möjlighet, sa Sheppard.

Sheppards sökning av det yttre solsystemet fortsätter. Han och hans medarbetare har misstänkt nya objekt som behöver bekräftelse, och ännu bättre beräknar hans forskning att det kan finnas minst 900 föremål i Oort Clouds fransar som är minst 621 mil (1 000 km) i diameter - lite mindre än hälften av Plutos storlek.

"Det finns säkert några större än Pluto, och det kan finnas några större än jorden eller Mars," sa Sheppard. "Vi tycker att det finns många av dessa föremål där ute."