NASA undersöker den udda dvärgplaneten Haumea

 

Haumea är en dvärgplanet i Kuiperbältet med ungefär en tredjedel av Plutos massa.

Den finns bland en samling isigt bråte och kometkroppar bortom Neptunus bana solsystemets yttersta planet förutom dvärgplaneten Pluto. Storleken är som Pluto (massa och storlek är inte samma sak))

Haumea roterar snabbare än något annat objekt av liknande storlek som vi vet om i  solsystem. Den roterar med ettvarv runt sin axel på 4 timmar. Denna snabba hastighet har resulterat i att Haumea fått en form som liknar en rugbyboll. Haumea består till största delen av issörja vilket gör den ovanlig då ingen annan dvärgplanet av den storleken består av så mycket isig sörja. Runt om den svävar dess två små månar Hiʻiaka och Namaka.

Med hjälp av datorsimuleringar undersökte NASA-forskare inklusive postdoktor Jessica Noviello vid Goddard Space Flight Centeri Greenbelt, Maryland,  "Hur Haumea och dess familj uppkom?"  Det finns nämligen i dess närområde lika isiga objekt  denna samling kallas Haumea-familjen.

Datorsimuleringar utifrån skilda frågeställningar var arbetssättet då dvärgplaneten är för långt bort för att mätas exakt med hjälp av ett jordbaserat teleskop och Haumea har ännu inte undersökts av något rymdteleskop eller från någon farkost.

Dessa simuleringar gjorde det möjligt för teamet att "ta isär" Haumea och sedan bygga upp det från grunden. Syftet var att förstå de kemiska och fysiska processer som format dvärgplaneten.

Modellen som utvecklats av teamet började med inmatning av endast tre data; dess uppskattade storlek, dess uppskattade massa och dess korta fyra timmars dag.

Med hjälp av denna information kunde Noviello bestämma hur dvärgplanetens massa fördelats och hur den fördelningen har påverkat dess roterande. Därifrån började forskaren simulera miljarder år av evolution för Haumea och letade efter rätt uppsättning funktioner under denna tidsrymd som skulle resultera i Haumea  av i dag.

"Vi ville förstå Haumea i grunden innan vi petade tillbaka den i tiden", sa Noviello Teamet antog att Haumea från början hade cirka 3% större massa än nu  och att en del av denna ismassa numera är de två månarna runt Haumea.

Forskarna antog även att Haumea under sin första tid roterade med en annan hastighet.

Genom att ändra funktionerna för Haumea i de datainmatningar de utvecklade kunde teamet köra dussintals simuleringar som visade skilda men små förändringar som att öka eller minska dess storlek vilket resulterade i förändrad utveckling.

Att komma fram till en modell som visade en simulerad Haumea precis som astronomer observerar den idag lyckades för teamet.

Noviello och hennes kollegors modellering avslöjade då att Haumea under sina första år och under en epok i solsystemet som präglades av kaotiska förhållanden kolliderade med en annan kropp som kraftfullt inverkade till hur Haumea blev och roterar numera.

Kollisionen resulterade i att bitar bröts bort från den unga Haumea. Men dessa fragment blev inte delar av Haumea-familjens objekt av idag. Detta beror på att en så stor inverkan skulle ha slagit bitarna i mycket mer spridda banor än den som de Haumeiska familjekropparna har.

Desch sa att objekten som utgör Haumea-familjen sannolikt har bildats senare under dvärgplanetens existens när dess struktur utvecklades. Under denna senare period av dess utveckling sjönk stenigt material till dvärgplanetens centrum medan is med lättare densitet steg upp till dess yta.

"När du koncentrerar all stenmassa mot axeln minskar det tröghetsmomentet, så Haumea slutade snurra i en hastighet än högre än den gör numera", säger Steve Desch professor i astrofysik vid Arizona State University i Tempe som var en i arbetsteamet. Detta skulle (under den tid rotationshastigheten var snabbare och sten sjönk till kärnan) resultera i rotationshastighet tillräckligt snabb för att kasta bort ytis ut i närområdet som kom att bli Haumea-familjen.

Detta tröghetsmoment skulle ha ökat ytterligare, vilket minskade dvärgplanetens rotationshastighet till följd av radioaktivitet från bergarterna i Haumea smältande ytis (hastigheten skapade värme). Detta vatten som då kom till då is smälte gjorde att stenigt material där att svälla till en stor men mindre tät lerkärna.

Enligt mig bör detta snabba roterande av en isig kropp även ge en förklaring till Haumeas ovala form.

Teamets forskning publicerades iPlanetary Science Journal den 29 september 2022.

Bild vikipedia på hur Haumea och dess två satelliter kan tänkas se ut.