Ultima Thule: starożytny estymat planet w zewnętrznym Układzie Słonecznym

Ultima Thule widziana na jednym z pierwszych zdjęć w wysokiej rozdzielczości przesłanych przez sondę New Horizons.

NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Wcześnie rano (czasu wschodniego) 1 stycznia 2019 r.,ten Nowe Horyzonty statek kosmicznyprzemknął obok najbardziej odległego badanego obiektu w Układzie Słonecznym. Napotkany maleńki planetezymal nazywa się 2014 MU69, nazywany Ultima Thule . Termin ten oznacza „poza znanym światem” i został wybrany jako tymczasowa nazwa obiektu podczas publicznego konkursu nazewnictwa w 2018 roku.

Szybkie fakty: Ultima Thule

• 2014 MU69 Ultima Thule to starożytna planetozymala orbitująca w Pasie Kuipera, regionie poza Neptunem. Składa się prawdopodobnie w dużej mierze z lodu, a jego powierzchnia jest czerwonawa.
• Ultima Thule znajduje się ponad 44 jednostki astronomiczne od Ziemi (jednostka AU to 150 milionów kilometrów, odległość między Ziemią a Słońcem).
• Dwa płaty, nazwane Ultima i Thule, tworzą ciało tego planetozymala. Przyłączyli się na początku historii Układu Słonecznego w delikatnej kolizji.
• The Nowe Horyzonty misja podróżuje do zewnętrznego Układu Słonecznego od momentu jej uruchomienia 19 stycznia 2006 r. Będzie kontynuowana przez Układ Słoneczny,przez chmurę Oorta, a ostatecznie do przestrzeni międzygwiezdnej. Ma wystarczającą moc, aby kontynuować eksplorację do lat dwudziestych.

Co to jest Ultima Thule?

Ten maleńki obiekt krąży wokół Słońca w a region przestrzeni zwany Pasem Kuipera, daleko poza orbitą Neptuna. Ponieważ Ultima Thule leży w tym regionie, jest czasami określana jako „obiekt transneptunowy”. Podobnie jak w przypadku wielu planetozymali, Ultima Thule jest głównie lodowym obiektem. Jego orbita ma długość 298 lat ziemskich i otrzymuje tylko niewielki ułamek światła słonecznego, które otrzymuje Ziemia. Planetolodzy od dawna interesują się małymi światami, takimi jak ten, ponieważ pochodzą z tworzenie się układu słonecznego . Ich odległe orbity chronią je w bardzo niskich temperaturach, a to również przechowuje informacje naukowe o tym, jakie warunki wyglądały około 4,5 miliarda lat temu, kiedy formowały się Słońce i planety.

Ten widok perspektywiczny pokazuje ścieżkę statku kosmicznego NASA New Horizons (żółty) przez zewnętrzny Układ Słoneczny i Pas Kuipera. Orbity planet ziemskich i olbrzymów są pokazane na niebiesko. Kropki pokazują położenie reprezentatywnych asteroid w pobliżu Słońca i obiektów Pasa Kuipera (KBO), które znajdują się w większości poza orbitą Neptuna, najbardziej zewnętrznej gigantycznej planety. NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Alex Parker

Odkrywanie Ultima Thule

Ultima Thule była celem polowania dla innego obiektu do przestudiowania przez Nowe Horyzonty statek kosmiczny po udanym przelocie nad Plutonem w lipcu 2015 r. Został zauważony w 2014 r. przez Kosmiczny teleskop Hubble w ramach badania odległych obiektów poza Plutonem w Pasie Kuipera. Zespół postanowił zaprogramować trajektorię statku kosmicznego do Ultima Thule. Aby uzyskać dokładne wyobrażenie o jego rozmiarze, Nowe Horyzonty naukowcy zaprogramowali naziemne obserwacje tego małego świata, gdy zasłaniał (przechodził przed) bardziej odległym zestawem gwiazd podczas swojej orbity. Obserwacje te w 2017 i 2018 roku zakończyły się sukcesem i dały Nowe Horyzonty zespół dobry pomysł na wielkość i kształt Ultima Thule.

Uzbrojeni w te informacje, zaprogramowali ścieżkę i instrumenty naukowe statku kosmicznego, aby obserwować tego ciemnego odległego planetozymala podczas przelotu 1 stycznia 2019 roku. Sonda przeleciała w odległości 3500 kilometrów z prędkością nieco ponad 14 kilometrów na sekundę. Dane i obrazy zaczęły być przesyłane z powrotem na Ziemię i potrwają do końca 2020 roku.

Scena kontroli misji w laboratorium fizyki stosowanej Johns Hopkins, kiedy 1 stycznia 2019 r. pojawił się pierwszy wyraźny obraz Ultima Thule. NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Dla przelotu, Nowe Horyzonty zespół zaprosił przyjaciół, rodzinę i prasę. Aby uczcić bliski przelot, który odbył się o godzinie 12:33 (EST) 1 stycznia 2019 r., połączeni goście i zespół zorganizowali coś, co jedna z gazet nazwała „najbardziej maniakiem noworocznym”. Szczególną częścią uroczystości było wykonanie hymnu dla Nowe Horyzonty za pomocą Dr Brian May , astrofizyk członek Nowe Horyzonty zespół i były gitarzysta prowadzący zespołu rockowego Queen.

Do tej pory Ultima Thule jest najbardziej odległym znanym ciałem, jakie kiedykolwiek zbadał statek kosmiczny. Po zakończeniu przelotu w pobliżu Ultima Thule i rozpoczęciu transmisji danych, statek kosmiczny skierował swoją uwagę na bardziej odległe światy w Pasie Kuipera, prawdopodobnie na przyszłe przeloty.

Szufelka na Ultima Thule

Na podstawie danych i zdjęć wykonanych w Ultima Thule, planetolodzy znaleźli i zbadali pierwszy kontaktowy obiekt podwójny w Pasie Kuipera. Ma 31 kilometrów długości i ma dwa „płatki” połączone w „kołnierz” wokół jednej części obiektu. Płaty są nazwane odpowiednio Ultima i Thule dla małych i dużych elementów. Uważa się, że ta starożytna planetozymala składa się głównie z lodu, być może z domieszką skalnego materiału. Jego powierzchnia jest bardzo ciemna i może być pokryta materiałami organicznymi powstałymi w wyniku bombardowania lodowatej powierzchni promieniowaniem ultrafioletowym z odległego Słońca. Ultima Thule leży 6 437 376 000 kilometrów od Ziemi, a wysłanie jednokierunkowej wiadomości do lub ze statku zajęło ponad sześć godzin.

Pierwsze kolorowe zdjęcia 2014 MU69 Ultima Thule. Czerwonawy materiał jest prawdopodobnie powłoką utworzoną w wyniku interakcji światła ultrafioletowego z lodami. NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Co jest ważne w Ultima Thule?

Ze względu na odległość od Słońca i stałą orbitę w płaszczyźnie Układu Słonecznego Ultima Thule jest uważana za tzw. „zimny klasyczny obiekt z Pasa Kuipera”. Oznacza to, że prawdopodobnie krążył w tym samym miejscu przez większość swojej historii. Jego kształt jest interesujący, ponieważ dwa płaty wskazują, że Ultima Thule składa się z dwóch obiektów, które delikatnie dryfowały razem i pozostawały „przyklejone do siebie” przez większość historii obiektu. Jego obrót wskazuje na ruch, który został przekazany Ultima Thule podczas zderzenia i jeszcze się nie obrócił.

Wydaje się, że na Ultima Thule znajdują się kratery, a także inne elementy na jej czerwonej powierzchni. Wydaje się, że nie ma żadnych satelitów ani pierścienia otaczającego go i nie ma dostrzegalnej atmosfery. Podczas przelotu specjalistyczne przyrządy na pokładzie Nowe Horyzonty zeskanował jej powierzchnię w różnych długościach fal światła, aby dowiedzieć się więcej o chemicznych właściwościach czerwonawej powierzchni. To, co ujawnią te i inne obserwacje, pomoże planetologom lepiej zrozumieć warunki we wczesnym Układzie Słonecznym oraz w Pasie Kuipera, który już jest nazywany 'trzecim reżimem Układu Słonecznego'.

Źródła

• Nowe Horyzonty, pluto.jhuapl.edu/Ultima/Ultima-Thule.php.
• New Horizons z powodzeniem bada Ultima Thule – eksplorację Układu Słonecznego: Nauka NASA. NASA, NASA, 1 stycznia 2019 r., solarsystem.nasa.gov/news/807/new-horizons-successfully-explores-ultima-thule/.
• Urzędnik, królowo. YouTube, YouTube, 31.12.2018, www.youtube.com/watch?v=j3Jm5POCAj8.
• Talbert, Tricia. Nowe horyzonty NASA po raz pierwszy wykrywają Pas Kuipera. NASA, NASA, 28 sierpnia 2018 r., www.nasa.gov/feature/ultima-in-view-nasa-s-new-horizons-makes-first-detection-of-kuiper-belt-flyby-target.