Eris (dvergreikistjarna)

Eris, reikistirnisnafn: 136199 Eris (tákn: ), er massamesta dvergreikistjarnan á sporbaug um sólu og níunda massamesta fyrirbærið í sólkerfinu. Hún er talin hafa þvermálið 2.326 km (±12) og vera 27% þyngri en Plútó eða um það bil 0,27% af massa jarðarinnar.

Teymi sem starfaði undir stjórn Mike Brown í Palomar-stjörnuathugunarstöðinni fann Eris í janúar 2005 og tilvist hennar var staðfest síðar það ár. Hún er útstirni handan brautar Neptúnusar og tilheyrir einnig flokki dreifstirna sem eru útstirni sem ganga um sólina eftir mjög ílöngum brautum. Eina þekkta tungl hennar er Dysnómía. Árið 2011 var Eris stödd 96,6 stjarnfræðieiningar (AU) frá sólinni eða þrisvar sinnum fjær sólu en Plútó. Ef frá eru taldar sumar halastjörnur þá eru Eris og Dysnómía fjarlægustu þekktu fyrirbæri sólkerfisins.

Þar sem Eris virtist vera stærri en Plútó þá lýstu uppgötvarar hennar og NASA henni í fyrstu sem tíundu reikistjörnunni. Vegna þessa og vegna vaxandi líka á því að fleiri áþekkir hnettir myndu finnast ákvað Alþjóðasamband stjarnfræðinga (IAU) að skilgreina í fyrsta skiptið hugtakið „reikistjarna“. Samkvæmt skilgreiningunni sem samþykkt var 24. ágúst 2006 var Eris skilgreind sem dvergreikistjarna ásamt hnöttum á borð við Plútó, Seres, Hámeu og Makemake.

Bráðabirgðaniðurstöður af athugunum á stjörnumyrkva af völdum Erisar 6. nóvember 2010 bentu til þess að þvermál hennar væri um það bil 2.326 km en það er minna en talið var í fyrstu og nokkurn veginn hið sama og hjá Plútó. Vegna vikmarka í stærðaráætlunum er ekki hægt að slá því föstu að svo stöddu hvort Plútó eða Eris er stærri. Báðir hnettirnir eru taldir hafa þvermál í kringum 2.330 km.

Uppgötvun.

Hópur vísindamanna undir stjórn Mike Brown, Chad Trujillo og David Rabinowitz fann Eris hinn 5. janúar 2005 á myndum sem teknar voru 21. október 2003. Tilkynnt var um fundinn hinn 29. júlí 2005, sama dag og tilkynnt var um fund Makemake og tveimur dögum eftir að tilkynnt hafði verið um fund Hámeu. Hópurinn hafði leitað kerfisbundið að stórum útstirnum í nokkur ár og hafði áður fundið nokkur slík, þar á meðal 50000 Quaoar, 90482 Orcus og 90377 Sedna.

Venjubundnar athuganir fóru fram 21. október 2003 með 1,2 m Schmidt stjörnusjónauka í Palomar-stjörnuathugunarstöðinni í Kaliforníu en myndin af Eris fannst þó ekki þá vegna þess hversu löturhægt hún fer yfir. Sjálfvirkur hugbúnaður hópsins hundsaði alla hluti sem færðust hægar en 1,5 bogasekúndu á klukkustund til þess að fækka fölskum niðurstöðum. Þegar Sedna fannst þá færðist hún yfir himininn á 1,75 bogasekúndu á klukkustund og í ljósi þess var ákveðið að kanna aftur gömul myndagögn með lægri mörkum og fara yfir allar niðurstöðurnar sem hafnað hafði verið í fyrri atrennu. Í janúar 2005 sást Eris á hægri ferð miðað við fastastjörnur.

Athuganir fóru fram í kjölfarið til þess að ákvarða sporbaug Erisar og út frá því fjarlægð hennar. Hópurinn hafði ætlað sér að fresta opinberum tilkynningum um fund Erisar og Makemake þar til útreikningum og athugunum væri lokið en fallið var frá því og tilkynnt um fundina 29. júlí 2005 eftir að annar hópur á Spáni varð fyrri til þess að tilkynna um fund Hámeu en hópurinn í Kaliforníu var þá einnig að fylgjast með henni.

Frekari athuganir leiddu í ljós í október 2005 að Eris hafði fylgitungl sem síðar var kallað Dysnómía. Athuganir á sporbaugi hennar gerðu vísindamönnum kleift að ákvarða massa Erisar og gefið var út í júní 2007 að hún væri 1,66 × 1022 kg, 27% þyngri en Plútó.

Flokkun.

Eris er dreifstirni, þ.e. útstirni sem talið er hafa kastast úr Kuiper-beltinu og á aflangari og óvenjulegri sporbauga vegna víxlverkunar við þyngdarsvið Neptúnusar þegar sólkerfið var í myndun. Brautarhalli hennar er verulegur miðað við flest dreifstirni en líkön benda til þess að hlutir sem voru innarlega í Kuiper-beltinu hafi dreifst á óreglulegri og meira hallandi sporbauga en hlutir sem voru utarlega í því. Hlutir sem eru innarlega eru vanalega stærri en þeir sem ganga utar þannig að stjörnufræðingar reikna með því að finna fleiri útstirni á hallandi sporbaugum á borð við Eris en slíkir sporbaugar hafa ekki verið kannað ítarlega hingað til.

Þar sem Eris kann að vera stærri en Plútó, og virðist örugglega þyngri, lýstu NASA og ýmsir fjölmiðlar henni í fyrstu sem „tíundu reikistjörnunni“. Vegna óvissu um flokkun Erisar og eldri umræðna um stöðu Plútós ákvað IAU að skipa nefnd stjörnufræðinga til þess að skilgreina með nákvæmari hætti hugtakið reikistjarna. Hin nýja skilgreining var tekin upp 24. ágúst 2006 og með henni var bæði Plútó og Eris skipað í nýjan flokk dvergreikistjarna sem aðskilinn er frá reikistjörnunum sem nú eru aðeins átta talsins. Brown hefur síðar tekið fram að hann sé samþykkur því að Plútó hafi misst nafnbót sína sem reikistjarna. Í kjölfarið fór Eris á reikistirnalista IAU þar sem hún fékk heitið "(136199) Eris."

Nafn.

Eris heitir eftir grísku gyðjunni Erisi (gríska: "Ἔρις") sem var holdgervingur erfiðleika og ósættis. Nafnið varð fyrir valinu þann 13. september 2006 eftir að hún hafði óvenjulega lengi þurft að ganga formlega undir bráðabirgðaheiti sínu 2003 UB313 sem hún fékk sjálfkrafa samkvæmt nafnavenjum IAU um reikistirni.

Xena.

Vegna óvissu um hvort fyrirbærið yrði flokkað sem reikistjarna eða reikistirni — en ólíkar venjur um nafngiftir gilda um þessa flokka — var ekki hægt að ákveða nafn formlega fyrr en eftir 24. ágúst 2006 þegar niðurstaða IAU um skilgreiningu reikistjarna lá fyrir. Fram að því varð fyrirbærið þekkt á meðal almennings sem "Xena".

Xena var óformlegt nafn sem hópurinn sem fann hana notaði innbyrðis og var sótt í kvenhetjuna úr samnefndum sjónvarpsþáttum, "". Hópurinn hafði geymt nafnið til þess að nota á fyrsta hnöttinn sem fyndist sem væri stærri en Plútó.

Formlegt nafn valið.

Samkvæmt vísindafréttamanninum Govert Schilling vildi Brown í upphafi að fyrirbærið fengi nafnið Lila eftir hugtaki úr hindú goðafræði sem lýsir alheiminum sem niðurstöðu leiks sem Brahma lék. Nafnið var einnig líkt „Lilah“ sem var nafn nýfæddrar dóttur Brown. Brown hafði í huga að gera nafnið ekki opinbert fyrr en það hafði verið formlega samþykkt. Í tilfelli Sednu nokkru áður hafði hann gert það og hlotið gagnrýni fyrir. Hann skráði hins vegar heimasíðu sína þar sem uppgötvun Erisar var lýst á slóðina "/~mbrown/planetlila" og gleymdi að breyta því í öllum látunum í kringum uppgötvun Hámeu. Í stað þess að reita aðra stjörnufræðinga frekar til reiði gaf hann þá skýringu að síðan væri svo nefnd vegna dóttur hans og féll frá því að leggja til Lila sem nafn.

Brown hafði einnig vakið máls á því að nafnið "Persefóna" væri viðeigandi þar sem hún var eiginkona Plútós. Nafnið hafði verið notað í vísindaskáldskap og naut vinsælda á meðal almennings, það var til að mynda hlutskarpast í könnun á vegum "New Scientist" tímaritsins (Xena lenti þar í fjórða sæti þrátt fyrir að vera aðeins gælunafn). Þetta var hins vegar ekki mögulegt eftir að fyrirbærið var flokkað sem dvergreikistjarna vegna þess að þegar var til smástirni með þessu nafni, 399 Persefóna. Þar sem reglur IAU kveða á um að fyrirbæri á stöðugum sporbaugum handan Neptúnusar eigi að bera nöfn sem tengjast sköpunarsögum, hafði hópur Mike Brown jafnframt hugleitt slíka möguleika.

Eftir að deilurnar um stöðu fyrirbærisins leystust stakk hópurinn upp á nafninu Eris hinn 6. september 2006. Nafnið hlaut svo staðfestingu IAU sem opinbert heiti hinn 13. september sama ár. Að mati Brown var viðeigandi að Eris fengi nafn úr grískri eða rómverskri goðafræði eins og hinar reikistjörnunar, í ljósi þess að hún hafði talist reikistjarna til skamms tíma. Langflest þeirra nafna höfðu þegar verið notuð á smástirni en Eris var ekki þar á meðal. Brown sagði hana vera uppáhaldsgyðjuna sína og nafnið endurspeglar jafnframt það ósætti sem upp kom á meðal stjörnufræðinga um stöðu Erisar og Plútós við fund hennar.

Sporbaugur.

Umferðartími Erisar er 557 ár og árið 2011 var hún stödd 96,6 AU frá sólinni, sem er nálægt því lengsta sem hún fer (sólfirrð hennar er 97,5 AU). Seinasta sólnánd Erisar átti sér stað á árunum 1698 til 1699 og seinasta sólfirrð í kringum 1977. Næsta sólnánd verður í kringum 2256 til 2258. Nú eru Eris og Dysnómía fjarlægustu hlutirnir í sólkerfinu sem vitað er um, ef frá eru taldar sumar halastjörnur og nokkur könnunarför sem menn hafa sent út að mörkum sólkerfisins. Hins vegar eru í kringum 40 þekkt útstirni sem ganga enn lengra frá sólu en Eris þó að þau séu öll nær en Eris nú um stundir.

Sporbaugur Erisar er mjög miðskakkur. Næst sólinni er hún í 37,9 AU fjarlægð sem er dæmigerð sólnánd dreifstirna. Það er fyrir innan sporbaug Plútós en þó það fjarri Neptúnusi (29,8-30,4 AU) að þyngdarsvið hans verkar hverfandi lítið á Eris. Plútó fylgir á hinn bóginn eins og önnur plútóstirni sporbaugi sem er ekki jafn miðskakkur og ekki jafn hallandi, miðað við sporbauga reikistjarnanna, og getur farið inn fyrir sporbaug Neptúnusar án hættu á árekstri vegna brautahermunar. Mögulega er Eris í 17:5 hermun með Neptúnusi en frekari athugana er þörf áður en það fæst staðfest. Sporbaugur Erisar er mjög hallandi miðað við reikistjörnurnar eða um 44° miðað við sólbaug. Eftir um 800 ár mun Eris ganga nær sólinni en Plútó til skamms tíma (sjá línuritið hægra megin).

Sýndarbirta Erisar er 18,7 sem er nóg til þess að hún getur mögulega sést í betri stjörnusjónaukum áhugamanna. 200 mm sjónauki með ljósflögu getur greint Erisi við bestu aðstæður. Ástæðan fyrir því að hún fannst ekki fyrr er mikill brautarhalli hennar en athyglin hefur fyrst og fremst beinst að sólbauginum þar sem flest fyrirbæri sólkerfisins liggja.

Nú er Eris í Hvalsmerkinu. Hún var í Myndhöggvaranum frá 1876 til 1929 og Fönix frá 1840 til 1874. Árið 2036 mun hún færast yfir í Fiska og verður þar fram til 2065 þegar hún gengur yfir í Hrútinn Eftir það gengur Eris inn á norðurhvolf himinsins þegar hún færist yfir í Perseif árið 2128. Vegna brautarhallans gengur Eris aðeins inn í fá stjörnumerki hins hefðbunda dýrahrings.

Stærð, massi og þéttni.

Árið 2005 var þvermál Erisar áætlað 2.397 km með skekkjumörkum upp á 100 km, út frá myndum Hubble geimsjónaukans. Stærðin er metin út frá reyndarbirtu og endurskinshlutfalli. Úr 97 AU fjarlægð myndi hlutur sem er 3000 km í þvermáli hafa sýndarþvermálið 40 bogamillisekúndur sem er sýnilegt með Hubble en þó alveg á mörkum þess sem sjónaukinn getur greint.

Sé þetta rétt er Eris álíka stór og Plútó, sem er 2.330 km í þvermáli. Það bendir líka til þess að endurskinshlutfall Erisar sé 0,96, sem er hærra en hjá nokkru öðru fyrirbæri í sólkerfinu fyrir utan tunglið Enkeladus. Getgátur eru um að hið háa endurskinshlutfall stafi af ís á yfirborðinu sem endurnýist reglulega vegna hitasveiflna sem fylgja ílöngum sporbaugi Erisar.

Árið 2007 fóru fram talsverðar athuganir á stærstu útstirnunum handan Neptúnusar með Spitzer-geimsjónaukanum og niðurstaða þeirra um þvermál Erisar var að það væri 2.600 km en með skekkjumörkum á bilinu 2.400-3.000 km í þvermáli. Áætlanir Spitzer og Hubble sjónaukanna liggja saman á bilinu 2.400-2.500 km sem þýðir 4-8% meira þvermál en Plútó. Stjörnufræðinga grunar hins vegar núorðið að snúningsmöndull Eris beinist í átt að sólinni um þessar mundir sem myndi þýða að sú hlið sem snýr að sólu sé hlýrri en meðaltalið sem myndi skekkja allar mælingar sem byggja á innrauðum geislum.

Í nóvember 2010 var fylgst með Erisi ganga fyrir fastastjörnu, það var fjarlægasti slíki viðburðurinn sem sést hefur hingað til. Bráðabirgðaniðurstöður þeirrar athugunar vekja efasemdir um fyrri stærðarmöt. Lokaniðurstöður þessarar athugunar voru þær að þvermál Erisar var áætlað sem 2.326 ±12 km. Varasamt er að bera þessa tölu saman við Plútó til að reyna að ákvarða hvort Eris eða Plútó eru stærri. Það gildir líka um Plútó að þvermál hans er háð óvissu vegna þess að Plútó hefur talsverðan lofthjúp sem gerir erfitt að mæla fast yfirborð hans. Það mun þó væntanlega skýrast 2015 með leiðangri New Horizons sem nú stefnir til Plútó.

Massa Erisar er hægt að áætla með meiri vissu en þvermálið. Ef byggt er á því að umferðartími Dysnómíu um Eris sé 15,774 sólarhringar þá er Eris 27% þyngri en Plútó. Ef gengið er út frá þvermálinu sem fékkst með athugunum á stjörnumyrkvum, hefur Eris eðlismassann 2,52 g/cm3 sem er talsvert meira en eðlismassi Plútós og gæti skýrst af því að Eris sé að stærri hluta úr bergi en Plútó.

Yfirborð og lofthjúpur.

Hópurinn sem fann Eris fylgdi uppgötvuninni eftir með litrófsgreiningu sem gerð var með 8 m Gemini North sjónaukanum á Hawaii hinn 25. janúar 2005. Innrautt ljós frá Eris afhjúpaði metanís á yfirborðinu, sem er ekki ósvipað Plútó sem fram að því hafði verið eina þekkta útstirnið með metani á yfirborðinu og jafnframt er það líkt Tríton, tungli Neptúnusar. Ómögulegt er með þeim tækjum sem nú eru í boði að sjá yfirborðseinkenni á Eris.

Hitastig á yfirborði Erisar er talið sveiflast frá 30 til 56 kelvin (-243 °C til -217 °C) eftir því hvort hún er í sólnánd eða sólfirrð.

Ólíkt Plútó og Tríton sem virðast hafa rauðleitan blæ sýnist Eris frekar grá. Rauður blær Plútós er talinn tilkominn af þólínútfellingum á yfirborði hans og þar sem þessar útfellingar dekkja yfirborðið, dregur það í sig meira sólarljós og hitnar meira en ella sem stuðlar að uppgufun metans. Eris er á hinn bóginn yfirleitt fjær sólinni og því svo köld að metangas frýs á yfirborðinu jafnvel þótt undirlagið sé dökkt. Metanhrím sem sem dreifist jafnt yfir allan hnöttinn gæti því hulið mögulegar þólínútfellingar og valdið hinu mjög mikla endurskini Erisar.

Þrátt fyrir að sólfirrð Erisar sé þrisvar sinnum meiri en sólfirrð Plútós, kemur hún líka nógu nálægt til þess að metanhrímið á yfirborði hennar gæti hlýnað nógu mikið til þess að valda þurrgufun (þ.e. efni breytist beint úr föstu formi í gas án þess að verða fyrst að vökva). Metan er mjög rokgjarnt efni þannig að af návist þess á Erisi má draga þá ályktun að hún hafi annaðhvort alltaf verið svo utarlega í sólkerfinu að metanið hafi haldist frosið eða þá að hún hafi eigin uppsprettu metans sem endurnýjar það sem er á yfirborðinu í stað þess sem sleppur úr lofthjúpnum út í geiminn. Athuganir á öðru stóru útstirni, Hámeu, eru allar á annan veg og benda til að þar sé vatnsís en ekki metanís.

Tungl.

Árið 2005 var hópur vísindamanna að nota Keck-sjónaukana á Hawaii til þess að gera athuganir á fjórum björtustu útstirnunum (Plútó, Makemake, Hámeu og Erisi) með nýrri lasermiðaðri tækni. Myndir sem teknar voru 10. september afhjúpuðu tungl á braut um Erisi. Í samræmi við gælunafnið "Xena" sem þá var notað um Erisi, nefndi hópur Mike Brown tunglið gælunafninu „Gabrielle“, í höfuðið á tryggri aðstoðarkonu Xenu úr sjónvarpsþáttunum um stríðsprinsessuna. Þegar Eris fékk formlegt heiti sitt staðfest hjá IAU var tunglinu jafnframt gefið heitið "Dysnómía" í höfuðið á dóttur grísku gyðjunnar Erisar en Dysnómía er jafnframt gyðja lögleysis og upplausnar. Brown segist hafa valið það vegna líkinda við nafn eiginkonu sinnar, Diane. Í nafninu felst líka óbein vísun til gælunafnsins "Xena," en þá persónu lék Lucy Lawless (þar sem lawless merkir lögleysa).