De kleinste maan van Neptunus is mogelijk ontstaan als brokstuk van de maan ernaast. Dat stellen astronomen nu ze Hippocamp voor het eerst nauwkeurig in beeld hebben gebracht.

In 2013 ontdekten Amerikaanse astronomen tot hun verrassing een veertiende maan rond Neptunus. Die maan staat inmiddels bekend als Hippocamp – net als de andere manen en de planeet een waterwezen uit de Griekse mythologie.

Dezelfde astronomen, onder leiding van Mark Showalter van het SETI-instituut, hebben nu via nieuwe metingen met ruimtetelescoop Hubble de precieze eigenschappen van Hippocamp bepaald. Ze publiceerden de resultaten in Nature.

Ideeën die de wereld veranderden
LEES OOK
Ideeën die de wereld veranderden

Uitgerekt

De manen van Neptunus worden onderverdeeld in zeven binnen- en zeven buitenmanen. Hippocamp is vanaf de planeet gezien de zesde binnenmaan. De andere binnenmanen werden in 1989 al gespot op foto’s van ruimtesonde Voyager 2. Hippocamp is echter dermate klein dat die op de Voyager-foto’s niet is te zien.

De zeven binnenmanen van Neptunus. Beeld: Mark R. Showalter, SETI

Het maantje heeft een gemiddelde diameter van 34 kilometer. Zijn buren Larissa en Proteus zijn respectievelijk vijf en twaalf keer zo groot. De diameter is gemiddeld, want net als de andere binnenmanen is Hippocamp niet perfect bolvormig. De zwaartekracht van gasreus Neptunus heeft de manen allemaal wat uitgerekt.

Komeetinslag

De nieuwe metingen wijzen verder uit dat de baan van Hippocamp slechts 12.000 kilometer verwijderd is van de baan van buitenbuur Proteus. Dat is een kleine afstand, zeker als je de uitwaartse beweging van beide manen meeneemt. Proteus beweegt sneller naar buiten dan Hippocamp, wat betekent dat de manen vroeger nog een stuk dichter op elkaars lip zaten.

Vanwege die vroegere nabijheid vermoeden de astronomen dat Hippocamp gevormd is uit brokstukken van Proteus. Die brokstukken zouden bij een heftige komeetinslag op Proteus de ruimte in zijn geslingerd. Dat idee wordt ondersteund door de aanwezigheid van een gigantische inslagkrater op Proteus, die verraadt dat deze maan het vroeger zwaar te verduren had. Er is echter nog geen bewijs voor dit wilde scenario.

Gecombineerde foto

De onderzoekers konden Hippocamp ontdekken en analyseren dankzij een speciale beeldverwerkingstechniek. Doordat de maan zo klein is, weerkaatst die heel weinig licht. Je moet hem daarom met een telescoop langdurig in beeld houden om hem te kunnen zien. Omdat Hippocamp vrij snel beweegt, lukt het gewoonlijk niet om zo’n lange opname te maken.

Het eerste beeld waarin Hippocamp opdook, uit 2004. Pas in 2013 werd zijn bestaan definitief bewezen. Beeld: Mark R. Showalter, SETI

Om dat op te lossen, berekenden de onderzoekers eerst wat voor baan een binnenmaan van Neptunus zou kunnen hebben. Vervolgens legden ze meerdere Hubble-foto’s op elkaar, waarbij ze elke volgende foto aan de hand van de voorspelde maanbaan een stukje opschoven. Op die manier zorgden ze ervoor dat een eventuele maan telkens op dezelfde plek op de foto zou terechtkomen.

Daardoor had de gecombineerde foto hetzelfde effect als een langdurige opname: het spaarzame licht van Hippocamp werd meerdere keren op dezelfde plek gemeten, zodat het voldoende werd versterkt om de maan in beeld te brengen.

Naiad

Met dezelfde techniek brachten de onderzoekers ook Naiad in beeld, de binnenste binnenmaan van Neptunus. Deze maan was tot dusver alleen nog gezien op de Voyager-foto’s.

Volgens astronoom Anne Verbiscer van de University of Virginia kan de fotostapeltechniek van pas komen om andere manen rond gasreuzen te vinden. In een commentaar in Nature stelt ze dat de techniek mogelijk zelfs zal leiden tot de ontdekking van nieuwe planeten rond verre sterren.

exoplaneten-joris-janssen
LEESTIP In het derde deel van de serie Pocket Science neemt Joris Janssen je mee langs de bijzonderste exoplaneten in het heelal. Tijdelijk voor maar € 7,50! Bestel in onze webshop