Historiaan kaukaisin planeettatutkimus vaati huomattavaa määrää huolellista suunnittelua ja valmistelua sekä vähän onnea.
”Aloitimme paniikkailuun mennessä, kun pääsimme vuoteen 2013, etenkin vuoden 2013 lopulla”, kertoo New Horizons -matkan Plutoon ja sen ulkopuolelle suuntautuneen projektitutkija Hal Weaver. "Olimme tajuissaan:" Voi luoja, emme ole vielä löytäneet seuraavaa kohdetta New Horizonsille. ""
Kesäkuussa 2014 Hubble-avaruusteleskooppi saapui pelastukseen ja havaitsi pienen valopisteen, joka liikkui hitaasti taivaan poikki New Horizonsin avaruusaluksen suunnassa. Tehtävä, jonka ensisijainen tavoite oli tutkia ja karakterisoida Plutoa, tarjosi ainutlaatuisen tilaisuuden etsiä toinen planeettakohde aurinkokunnan kaukaisella ”kolmannella alueella”, Kuiperin vyöllä. Tammikuussa 2006 avattu New Horizons lähestyi Plutoa lähinnä yli yhdeksän vuotta myöhemmin heinäkuussa 2015. Jos joukkue ei löytäisi uutta tavoitetta avaruusalukselle, todennäköisesti olisi vuosikymmeniä ennen kuin toinen avaruusalus voisi olla hyväksytty, rakennettu ja lennetty aurinkokunnan ulkopuolelle.
"Kestää niin kauan ennen kuin uusi operaatio on siellä, tunnemme jonkin verran vastuuta varmistaaksemme, että katsomme jokaisen kallion alla", Weaver sanoo.
Nyt kohdeobjekti, joka tunnetaan nimellä Minor Planet Center, 2014 MU69, on paljastettu ensimmäistä kertaa. Etäinen planeettakappale on kaksirunkoinen kosketusbinaari, tarkoittaen, että aiemmin kaksi esinettä muodostuivat erikseen ja törmäsivät sitten erittäin varovasti toisiinsa ja sulautuivat yhteen. Suurempi lohko on noin kolme kertaa pienemmän tilavuus, ja vuoden 2014 MU69: lla on punertava sävy, jonka uskotaan johtuvan ulkoisen aurinkokunnan säteilystä. Varhaisista kuvista lähtien ryhmä uskoo, että esine voidaan kattaa esimerkiksi mäkeillä, harjuilla ja tasangolla. Vuoden 2014 MU69-kierto pyörii noin 15 tunnin välein, ja se näyttää sisältävän eksoottisia jäätä, kuten typpeä tai metaania, jota tiedemiehet odottavat vahvistavan, kun lisää tietoa vuoden 2014 MU69-koostumuksesta saavuttaa Maapallon.
Ensimmäinen Ultima Thulen värikuva, joka on otettu 8500 mailin (137.000 km) etäisyydeltä kello 4:08 maailman aikaa 1. tammikuuta 2019, korostaa sen punertavaa pintaa. Vasemmalla on monispektrisen näkyvän kuvantamiskameran (MVIC) ottama parannettu värikuva, joka on tuotettu yhdistämällä läheiset infrapuna-, punainen ja sininen kanava. LORRI: n (Long Range Reconnaissance Imager) ottama keskikuva on korkeammalla spatiaalisella resoluutiolla kuin MVIC, noin kertoimella viisi. Oikealla puolella väri on päällekkäin LORRI-kuvan kanssa Ultima- ja Thule-lohkojen värien tasalaatuisuuden osoittamiseksi. (NASA / Johns Hopkinsin yliopiston sovelletun fysiikan laboratorio / Varsinais-tutkimusinstituutti) New Horizons -operaation päätutkija ja Smithsonian kekseliäisyyspalkinnon voittaja Alan Stern kertoi Johns Hopkinsin yliopiston soveltuvan fysiikan laboratoriossa pidetyssä tiedotustilaisuudessa, että kohtaaminen vuoden 2014 MU69: n kanssa oli ”tekninen menestys, joka ylitti kaiken, mitä aikaisemmin on yritetty suorittaa avaruuslennoilla”.
"Se on vain todella koko jotain Washington DC: n kaltaista", Stern sanoo vuoden 2014 MU69: sta, joka on noin 21 mailia pisimmällä sivullaan. ”Ja se on suunnilleen yhtä heijastavaa kuin puutarhalajia oleva lika, ja sitä valaisee aurinko, joka on 1 900 kertaa heikompi kuin sen ulkopuolella aurinkoisena päivänä täällä maan päällä. Joten me jahkaisimme sitä pimeässä nopeudella 32 000 mailia tunnissa. ”
New Horizons -tiimi on saanut lempinimensä 2014 MU69: lle Ultima Thule - latinalaisella lauseella, jota roomalaiset kuvaavat tutkimatta pohjoisessa sijaitsevia alueita ja yleisemmin aluetta, joka sijaitsee tunnetun maailman ulkopuolella. Virgil käytti ilmausta Georgics- runossa , ja ilmaisulla “Thule” on pitkä kirjallinen historia, joka esiintyy James Thompsonin 1730-runon ”Syksy” kaltaisissa teoksissa, jotka lainataan Charlotte Bronte -romaan Jane Eyre -sarjan ensimmäisessä luvussa. Versiot “Ultima Thulesta” ilmestyvät myös Edgar Allan Poen runossa ”Unelma-maa” ja Vladimir Nabokovin teoksissa.
Lause ja lempinimi vuodelle 2014 MU69 ovat kuitenkin herättäneet kritiikkiä, koska ”Ultima Thule” oli myös myyttinen alue varhaisessa natsisopimuksessa, jota saksalainen okkultistinen Thule-yhdistys käytti kuvaamaan kadotettua maata, joka oli ”arjalaisten rodun” syntymäpaikka. ”Ultima Thule” on epävirallinen lempinimi vuodelle 2014 MU69, ja nyt kun esine on tutkittu ja karakterisoitu, Kansainvälinen tähtitieteellinen liitto voi aloittaa prosessin, jolla esineelle annetaan virallinen nimi.
"Termi Ultima Thule, joka on hyvin vanha, vuosisatojen vanha, mahdollisesti yli 1 000 vuotta vanha, on upea meemä tutkimiseen, ja siksi valitsimme sen", Stern sanoi lehdistötilaisuudessa kysyessään lempinimeä. "Ja sanoisin, että vain siksi, että jotkut pahat kaverit pitivät kerran sanasta, emme anna heidän kaapata sitä."
Vaikka Pluton flyby paljasti huomattavan aktiivisen geologian maailman, jossa virtaavat eksoottisten jäiden kuten hiilimonoksidin ja metaanin jäätiköt ja kohoavat vesijäävuoret, vuoden 2014 MU69 odotetaan tarjoavan ikkunan itse aurinkokunnan historiaan ja kehitykseen. . 2014 MU69 tunnetaan klassisena Kuiper Belt -objektina, jotka ovat Neptunuksen kiertoradan ulkopuolella jäisiä ja kivisiä kappaleita, joiden kiertoradat ovat suhteellisen pyöreät, mikä tarkoittaa, että toisin kuin Pluton, ne eivät koskaan ylitä Neptunuksen kiertorataa. Tällä suurella etäisyydellä, noin 40-50 astronomista yksikköä, tai noin 3, 5 - 4, 5 miljardia mailia auringosta, klassiset Kuiperin vyön esineet muodostavat uskomattoman alkeellisen populaation, käytännöllisesti katsoen muuttumattomana aurinkojärjestelmän koiton jälkeen.
"[2014 MU69: n] nykyisen kiertoradan takia olemme sitä mieltä, että se on ollut siinä asennossa 4, 6 miljardia vuotta, jolloin se on pidetty syvässä pakkasessa muodostumisensa jälkeen", Weaver sanoo.
Se tosiasia, että objekti on kosketusbinaari, antaa tutkijoille mahdollisuuden tutkia edelleen, kuinka materiaali aggregoituu esineiksi kuten 2014 MU69, ja kasvaa edelleen ja muodostaa kokonaisia planeettoja. "On todella ilahduttavaa nähdä nämä lähes täydellisesti muodostetut kontaktibinaarit omissa elinympäristöissään", sanoo New Horizonsin geologian ja geofysiikan tiimin vetäjä Jeff Moore. "Ihmiset ovat jo pitkään spekuloineet prosesseista ... siitä, kuinka alkuperäiset alkukimmit muodostuvat yhteen muodostaen niin kutsutut planetesimals, jotka ovat asioita, jotka puolestaan menevät planeettojen luomiseen. Mutta on todella ilahduttavaa nähdä asiat, jotka ovat johdonmukaisia olemassa olevien selitysten ja meille annettujen teorioiden kanssa, kuinka nämä asiat muodostavat. "
Kuva kosketus binaariobjektin muodostumisprosessista. (NASA / JHUAPL / SwRI / James Tuttle Keane) Yli 4 miljardin mailin päässä auringosta, 2014 MU69 toimii jäännöksenä alkuperäisestä materiaalista, josta aurinkokunta muodosti. Stern nimeltään 2014 MU69, "luultavasti paras aikakapseli, joka meillä koskaan on ollut ymmärtää aurinkokuntamme."
Vasta 1990-luvulla tiedettiin, että Neptunuksen ulkopuolella oleva alue ei ole tyhjä, vaan pikemminkin täynnä satoja tuhansia esineitä aurinkojärjestelmän erillisellä vyöhykkeellä, jota nykyään kutsutaan Kuiper-vyöksi, joka on nimetty hollantilais-amerikkalaisen tähtitieteilijän Gerard Kuiperin mukaan, joka ennusti alueen olemassaolo vuosikymmeniä aikaisemmin. Erisin löytö vuonna 2003, kääpiöplaneetta Kuiperin vyöllä suunnilleen samankokoisena kuin Pluton, paljasti edelleen tämän kolmannen alueen merkityksen ja sen vaikutuksen kaiken, mikä kiertää aurinkoa.
Vaikka voi olla helppo ajatella aurinkojärjestelmän planeettoja, jotka muodostuvat nykyisillä kiertoradalla, tähtitieteilijät tietävät nyt, että näin ei ollut. Jättiläiset planeetat vaelsivat sisäänpäin ja taaksepäin ulospäin aurinkokunnan ollessa muodossa, vaikuttaen kaiken muun kiertorajoihin ja jopa poistaen joitain esineitä kokonaan aurinkokunnasta.
"Aurinkokunnan historian ensimmäisen kymmenien miljoonien vuosien aikana Jupiter ja Saturnut pääsevät tähän outoon tanssiin, joka aiheutti paljon kaaosta kaikkien jättiläisten planeettojen kiertoradalla", Weaver sanoo. ”Jupiter on saattanut olla melkein yhtä lähellä kuin Marsin kiertorata ja mennyt sitten takaisin ulos. Uskomme, että Neptunus ja Uranus todella kääntyivät paikoissa. ... Ja se sekoitti potin aurinkokunnassa, päätyen lopulta siihen, mitä meillä on tänään. ”
Kun ruukkua sekoitettiin, tähtitieteilijät uskovat, että jotkut Kuiperin vyön esineet kuten 2014 MU69, heitettiin sisäänpäin elliptisille suuntauksille, jotka kulkevat lähellä aurinkoa, ennen kuin he lentävät takaisin kaukaisiin maihin. Nykyään kutsumme näitä esineitä komeeteiksi, ja kun joku saapuu lähelle aurinkoa, pinnalla olevat jäiset kuumennetaan ja sublimoituvat kaasuksi, jolloin muodostuu ”kooma” tai kaasupallo, joka ympäröi komeetan kivistä ydintä, nimeltään ydin.
"Aina kun näemme komeettoja, meidän on muistettava, että ne ovat paahtoleikkejä", Moore sanoo. ”Aurinko on heitä paistettu, halkeillut ja rypistynyt, ja ne ovat pahoin vaurioituneita esimerkkejä entisistä Kuiper Belt -kohteista. Ja joten kyky mennä ulos nähdäksemme koskematonta Kuiper Belt -objektia kertoo meille, että kontaktibinaarit todella muodostavat muodon, ja ehkä kun näemme komeettoja, näemme pienempiä versioita erittäin pahoin vaurioituneista kontaktinapahtumista. "
Tällä hetkellä vain noin prosentti New Horizonsiin tallennetuista tiedoista on vastaanottanut maantieteellisen tutkimusryhmän. Avaruusalus lähettää tietoja maapallolle seuraavan 20 kuukauden ajan paljastaen enemmän vuoden 2014 MU69 topografiaa ja koostumusta. Samaan aikaan New Horizons jatkaa lentoa kohti aurinkokunnan reunaa noin 30 000 mph - mutta sen tutkimuspäivät eivät ole vielä ohi.
”Avaruusaluksen terveyshuippu on huippua”, Stern sanoo ja lisää, että New Horizonsin radioisotooppisessa termosähkögeneraattorissa (RTG) on tarpeeksi virtaa toimimaan vielä 15-20 vuotta. Veneet voivat jatkaa tiedeoperaatioita noin 2, 5-kertaiseksi nykyiseen etäisyyteensä auringosta, ja sillä on riittävästi polttoainetta potkuriensa ampumiseen, jotta kurssi voidaan muuttaa kohti toista kohdetta. (New Horizons -tiimin piti suorittaa useita lentoratakorjauksia, jotka johtavat lentosuureen vuoden 2014 MU69 kanssa.) Koska se jatkaa lentää aurinkojärjestelmän reunaa kohti, New Horizons pitää silmällä muita tutkittavissa olevia planeettakappaleita joko tarkkailemalla niitä teleskooppikameroidensa kautta tai, jos meillä on onnea, lentämällä toisen kohteen lähellä.
"Avain siihen tieteeseen, jota teemme, on se, tutkitaanko objekteja etänä kaukoputkeillamme, vai sisältääkö tämä tutkimus Kuiperin vyöllä myös yhden ylimääräisen flyby", Stern sanoo. "Ja en voi antaa sinulle vastausta tänään, koska emme tiedä."
Toistaiseksi joukkue odottaa saavansa jäljellä olevat tiedot avaruusaluksesta saadakseen lisätietoja vuoden 2014 MU69: stä, kauimmasta ja muinaisesta maailmasta, jota koskaan tutkittu.
