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Gemini Observatory Shows That "10th Planet" Has a Pluto-Like Surface

July 29, 2005

July 29, 2005

 

 

Gemini Observatory Image/Jon Lomberg

Figure 1: Artist's conception of how 2003 UB313 might look from space

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Gemini Observatory has obtained a preliminary spectrum of 2003 UB313, the so-called "10th planet". These observations were obtained on January 25, 2005 by Chad Trujillo, a Gemini staff member who is also on the discovery team for 2003 UB313, the existence of which was formally announced by the Minor Planet Center in Cambridge, MA on July 29, 2005. The discovery team (Mike Brown of Caltech, Chad Trujillo of Gemini and David Rabinowitz of Yale) are still uncertain of the exact size of the body, but report that it must be Pluto-sized or larger. The body is the most distant solar system body known to orbit the sun at 97 AU from the sun, over 3 times farther away than planet Pluto. The "planet" was originally discovered in late December 2004 with data collected from the Samuel Oschin 1.2 meter telescope at Palomar Mountain, CA.

To better characterize the surface of the object the team obtained spectra with NIRI (the near-infrared spectrograph) on the much larger 8 meter Gemini North telescope on Mauna Kea, Hawaii. The NIRI spectra shows strong signatures of methane ice, remarkably similar to the spectrum of Pluto, which is also dominated by methane ice in near-infrared observations. Figure 2 shows the spectra of Pluto and 2003 UB313, with arrows marking the "dips" that correspond to methane features. The same features are readily apparent in both the Pluto and the 2003 UB313 spectra.

Figure 2: 2003 UB313 spectrum (red, obtained at Gemini Observatory by Trujillo, Brown and Rabinowitz) and Pluto (black, from Rudy et al. 2003). The "dips" characteristic of methane ice are indicated by red arrows and are present in both 2003 UB313 and Pluto.

Trujillo states, "We still do not know much about this object, however, it is clear that it is very similar to Pluto in both size and composition, at least upon first glance." The presence of methane ice is unusual in that it indicates a primitive surface that has not likely been heated significantly since the solar system formed 4.5 billion years ago. "If 2003 UB313 ever got close to the sun, all the methane ice would have boiled off immediately," Trujillo continued. "To date, no one has seen methane on any other Kuiper Belt Object, only on Pluto and Neptune's moon Triton." The distant Kuiper Belt is a collection of bodies orbiting the sun beyond Neptune, and is likely the parent population to the comets.

Figure 3: Approximate relative orbital sizes (top) and relative diameters (below). Note that it appears UB 313 passes inside Pluto’s orbit, but this is due to the fact that UB 313’s orbit is tilted significantly more than Pluto’s orbit relative to the plane of the solar system (UB 313’s orbit is tilted almost 45° and Pluto’s is about 17°).

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The team have also obtained spectra of the smaller mini-planet 2003 EL61, which was reported on July 28, 2005 by two independent teams: one from the Sierra Nevada Observatory in Spain and the Brown, Trujillo and Rabinowitz team. This object is smaller than Pluto, but shows strong water-ice features, similar to what is seen on the surface of Pluto's moon Charon.

Results will be reported in detail at the 37th annual meeting of the Division for Planetary Sciences of the American Astronomical Society in September 2005 at the University of Cambridge, UK.

Figure 4: The Growing Solar System Family

The orbit of 2003 UB 313 (shown in red) relative to the other planets in the solar system and Sedna (large white oval).

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Figure 5: Orbital Close-up

The "original" nine planets are indicated as well as 2003 UB313 (in red) and part of Sedna's orbit. 2003 UB313 appears to cross inside of Pluto's orbit but this is due to the fact that 2003 UB313 is tilted by about 45º relative to the rest of the solar system.

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Observatorio Gemini evidencia que el "10mo Planeta" posee una Superficie como la de Plutón

Figura 1: : Interpretación artística de como se debería ver el 2003 UB313 desde el espacio

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El Observatorio Gemini ha obtenido un espectro preliminar del 2003 UB313, el tan llamado "10mo planeta". Estas observaciones fueron obtenidas el 25 de Enero del 2005 por Chad Trujillo, astrónomo de Gemini quien también es parte del equipo que descubrió al 2003 UB313, existencia de la cual fue formalmente anunciado por el Minor Planet Center en Cambridge, Massachusstes el 29 de Julio del 2005. El equipo de este descubrimiento (Mike Brown de Caltech, Chad Trujillo de Gemini y David Rabinowitz de Yale) no tiene exactitud sobre el tamaño de este cuerpo, pero informan que debe ser similar a Plutón o mayor. Este es el cuerpo más distante del sistema solar conocido en orbitar el Sol a 97 UA de él, más de 3 veces más lejano que el planeta Plutón. El "planeta" fue descubierto originalmente a fines de Diciembre del 2004 con datos recogidos del telescopio de 1.2 metros Samuel Oschin en el Monte Palomar, California.

Para mejor caracterizar la superficie de este objeto, el equipo obtuvo un espectro con NIRI (el espectrógrafo en el cercano infrarrojo) en el telescopio de 8 metros de Gemini Norte en Mauna Kea, Hawaii. El espectro NIRI muestra fuertes señales de hielo metano, increíblemente similar al de los espectros de plutón, el cual es también dominado por hielo metano en observaciones en el cercano infrarrojo. La Figura 2 muestra al espectro de Plutón y de 2003 UB313, con flechas que indican las "bajadas" correspondientes a características de metano. Las mismas características son aparentes tanto en el espectro de Plutón como en el de 2003 UB313.

Figura 2: El espectro de 2003 UB313 (rojo, obtenido en el Observatorio Gemini por Trujillo, Brown y Rabinowitz) y de Plutón (negra, de Rudy et al. 2003). Las "bajadas" características de hielo metano están indicadas por flechas rojas y están presentes tanto en el 2003 UB313 como en Plutón.

Según palabras de Trujillo , "Nosotros aún no sabemos mucho acerca de este objeto, de todas maneras, es claro que es muy similar a Plutón, tanto en tamaño como en composición, al menos en una primera impresión." La presencia de hielo metano es inusual ya que indica una superficie primitiva que no ha sido calentada significantemente desde que se formó el sistema solar hace 4.5 billones de años atrás.. "Si 2003 UB313 se acercara alguna vez al Sol todo el hielo metano habría hervido inmediatamente," Trujillo añadió, "Hasta ahora, nadie ha visto metano en ningún otro objeto del Cinturón de Kuiper, solamente en Plutón y en Tritón, la luna de Neptuno." El lejano cinturón de Kuiper es una colección de cuerpos orbitando el Sol más allá de Neptuno, y es probable que sea la población madre de los cometas.

Figura 3: Tamaños relativos de órbita (arriba) y de diámetros (abajo). Fijarse que pareciera que UB 313 pasa dentro de la órbita de Plutón, pero esto se debe al hecho que la órbita de UB 313 está ladeada significantemente más que la órbita de Plutón, en relación al plano del sistema solar (la órbita de UB 313 está ladeada en casi 45° y Plutón está a casi 17°)

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El equipo de científicos también obtuvo espectros de un mini planeta más pequeño 2003 EL61, el cual fue notificado el 28 de Julio del 2005 por dos equipos independientes: uno del Observatorio Sierra Nevada en España y por el equipo de Brown, Trujillo y Rabinowitz. Este objeto es más pequeño que Plutón, pero muestra grandes indicaciones de agua, similar a lo que se ve en la superficie de Caronte, la luna de Plutón.

Los resultados serán indicados en detalle en la 37ava Reunión Anual de la División de Ciencias Planetarias de la Sociedad de Astronomía de Estados Unidos, en Septiembre del 2005 en la Universidad de Cambridge, Reino Unido.