NASA's New Horizons-ruimtevaartuig vloog op 1 januari 2019 langs het verre Kuiper Belt-object Ultima Thule (2014 MU69).
(Afbeelding: © NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute / National Optical Astronomy Observatory)
Een verrassend zachte samensmelting tussen twee kleine oerlichamen vormde het verre object Ultima Thule, suggereert een nieuwe studie.
Deze twee voorlopers zelf zijn waarschijnlijk samengesmolten uit dezelfde wolk van ijzig materiaal aan de dageraad van het zonnestelsel, miljarden mijlen van de pasgeboren zon. Ze omcirkelden aanvankelijk een gemeenschappelijk massacentrum, maar kwamen steeds dichterbij en kwamen uiteindelijk op een beslist ontspannen manier samen.
'Deze jongens zien eruit alsof ze letterlijk met elkaar zijn samengekomen,' zei hoofdauteur Alan Stern van het Southwest Research Institute in Boulder, Colorado. 'Dit is echt informatief over de oorsprong van planetesimals buiten."
Stern is hoofdonderzoeker van NASA's New Horizons-missie, die vloog door Ultima Thule op 1 januari van dit jaar. De nieuwe studie, die vandaag (16 mei) online in het tijdschrift is gepubliceerd Wetenschap, beschrijft de eerste wetenschappelijke terugkeer van die vlucht, de verste planetaire ontmoeting in de geschiedenis van de ruimtevlucht.
Doel op afstand 2
Nieuwe horizonten gelanceerd in januari 2006 om Pluto voor het eerst van dichtbij te bekijken, dat sinds de ontdekking in 1930 grotendeels mysterieus was gebleven. Het ruimtevaartuig controleerde dit hoofddoel van de missie in juli 2015, zoomde in op 12.500 kilometer van de dwergplaneet en legde verbluffende beelden vast van het verbluffend complexe en diverse oppervlak.
Het New Horizons-team richtte toen zijn aandacht op Ultima Thule (officiële naam: 2014 MU69), een klein object dat momenteel ongeveer 4 miljard mijl (6,5 miljard km) van de aarde ligt - 1 miljard mijl (1,6 miljard km) verder weg dan Pluto.
De flyby van 1 januari, het middelpunt van de uitgebreide missie van New Horizons, was een nog uitdagendere ruimtevluchtprestatie dan de Pluto ontmoeting.
Ultima Thule is veel kleiner dan de dwergplaneet, met een lengte van slechts 22 mijl (35 km) in de langste dimensie. En New Horizons gaf Ultima Thule een veel betere scheerbeurt dan Pluto, en reed slechts 3.500 km boven het ijskoude oppervlak van het kleine object. De sonde liep met een snelheid van 32.280 mph (51.950 km / h) ten opzichte van het doel op dat moment.
Tot dusverre heeft New Horizons slechts 25% van zijn flyby-gegevens naar huis gestraald, die allemaal halverwege 2020 beschikbaar zouden moeten zijn. De nieuwe studie is gebaseerd op slechts 10% van de verwachte totale afstand - het beschikbare bedrag toen de onderzoekers de paper eind februari indienden, zei Stern. Maar zelfs deze beperkte eerste blik op de beelden en metingen van New Horizons heeft een aantal zeer intrigerende resultaten opgeleverd, zoals het nieuwe papier laat zien.
Een afgeplatte, roodachtige sneeuwman
New Horizons ontdekte dat MU69 uit 2014 een "contactbinair" is, bestaande uit twee lobben, die het team Ultima (de grotere) en Thule noemde. Het object dus ziet eruit als een sneeuwman - in ieder geval een verpletterde en bloederige.
Ultima Thule is het roodste object dat ooit door een ruimtevaartuig is onderzocht, met uitzondering van Mars, Zei Stern. De Rode Planeet dankt zijn kleur aan ijzeroxiden (roest), maar er gebeurt iets anders met 2014 MU69. Het New Horizons-team denkt dat de kleur afkomstig is van complexe organische moleculen die bekend staan als tholins of iets dergelijks.
Dit zou niet ongehoord zijn; tholins zouden verantwoordelijk zijn voor de roodachtige stroken die New Horizons op Pluto en zijn grootste maan zag, Charon.
En dan is er het verpletterde deel: Ultima Thule, vooral de Ultima-lob, is met name afgeplat - "iets dat echt niemand verwachtte of voorspelde met modellen, waardoor de theoretici terug naar de tekentafel werden gestuurd", vertelde Stern aan Space.com.
Het team weet niet zeker hoe Ultima Thule zijn pannenkoekachtige vorm heeft gekregen. Het is mogelijk dat snelle rotatie een rol speelde, zei Stern. (Het object voltooit momenteel elke 15,9 uur een spin, maar de twee samenstellende lobben zijn mogelijk veel sneller gedraaid in hun jeugd, vóór de fusie.)
'Of misschien was er veel aerodynamische erosie,' zei Stern, waarbij hij de mogelijkheid opriep dat gas en korrels materiaal die niet in Ultima of Thule waren verwerkt, ze hadden kunnen wegschuren.
Veel andere mysteries blijven ook bestaan. Ultima sport bijvoorbeeld een aantal aangrenzende heuvels van vergelijkbare grootte, wat de contouren kunnen zijn van de kleinere stukjes die de lob hebben opgebouwd. Dergelijke heuvels zijn echter niet zichtbaar op Thule.
Dat kan zijn omdat de twee lobben op enigszins verschillende manieren zijn gevormd. Maar Thule heeft een 4,3 mijl brede (7 km) krater genaamd Maryland. Het is dus mogelijk dat de lob ook heuvels had, maar deze kenmerken werden begraven toen de impact van Maryland-gutsen Thule weer opdook, zei Stern. (New Horizons bespioneerde geen grote kraters op de Ultima-lob.)
Bovendien hebben beide lobben talrijke kleine putjes, waarvan de oorsprong onbepaald blijft. En er zijn waarschijnlijk meerdere vormingsprocessen bij betrokken, zeiden de leden van het onderzoeksteam.
"Onze beoordeling is dat de kettingen van putjes van vergelijkbare grootte eerder worden gevormd door interne processen dan door kraters, maar de geïsoleerde putten die ongeveer cirkelvormige vlakke contouren, komvormige inwendige depressies en, in sommige gevallen, verhoogde randen vertonen, komen meer overeen met de morfologie van de inslagkrater ', schreven de onderzoekers in de nieuwe studie.
Het New Horizons-team heeft nog geen satellieten of ringen in een baan rond Ultima Thule gezien en het object heeft geen tekenen van een atmosfeer of komeetachtige ontgassing vertoond. Maar de onderzoekers zullen blijven zoeken naarmate er steeds meer gegevens naar de aarde komen.
Een oer-object
De tweelobbige vorm van Ultima Thule suggereert sterk dat het object primordiaal is en helemaal teruggaat tot de geboorte van het zonnestelsel.
Impactsnelheden in de buurt van 2014 van MU69 - de koude, donkere diepten buiten Neptunus, bekend als de Kuipergordel - zijn momenteel ongeveer 670 mph (1.080 km / h). Een moderne ontmoeting van twee objecten die er zijn, zou dus te gewelddadig zijn om de Ultima Thule te produceren die we vandaag zien; de twee lobben zouden zijn vernietigd of misvormd, vonden Stern en zijn collega's.
Het modelwerk dat het team vorige maand op een conferentie presenteerde, suggereert inderdaad dat de botsing waarschijnlijk heeft plaatsgevonden ongeveer 5,5 mph (8,9 km / h) - langzamer dan de meeste joggers gaan. Zo'n "zachte dynamische omgeving" was lang geleden aanwezig, kort nadat de zon was gevormd.
Andere bewijslijnen versterken het idee dat Ultima Thule een oud en relatief ongewijzigd object is. De twee lobben zijn bijvoorbeeld vergelijkbaar in zowel helderheid als kleur, wat suggereert dat ze lang geleden zijn gevormd uit dezelfde wervelende wolk van gas en stof.
'Dit is het eerste ongetwijfeld primordiale contactbinaire bestand dat we van dichtbij met een ruimtevaartuig hebben gezien,' zei Stern.
Meer werk te doen
Teamleden van New Horizons zullen op een dag misschien meer Ultima Thule-mysteries kraken; de meeste flyby-gegevens zijn tenslotte nog steeds niet naar de aarde gekomen.
En zelfs als die informatie allemaal is geanalyseerd, is er misschien nog meer werk aan de winkel. Het ruimtevaartuig is gezond en heeft nog genoeg brandstof over vliegen langs weer een ander deep-space object, Zei Stern.
NASA zou hiervoor nog een missie-extensie moeten toestaan, en het New Horizons-team kan pas volgend jaar zo'n verlenging aanvragen, zei Stern. Maar de onderzoekers zijn dat zeker van plan.
'We kwamen helemaal hier naar de Kuipergordel en we zullen proberen alles uit de kast te halen wat we kunnen [uit deze missie]', zei Stern.
Meer ruimtevaartuigen zullen in de toekomst het buitenste zonnestelsel verkennen, 'maar ze zullen hier niet snel zijn', zei Stern. 'We zijn hier en we gaan het melken.'
- New Horizons 'Historic Flyby of Ultima Thule: Full Coverage
- Bestemming Pluto: NASA's New Horizons Mission in Pictures
- New Horizons kan nog een nieuwe flyby maken na Ultima Thule
Mike Wall's boek over de zoektocht naar buitenaards leven, "Buiten'(Grand Central Publishing, 2018; geïllustreerd door Karl Tate), is nu uit. Volg hem op Twitter @michaeldwall. Volg ons op Twitter @Spacedotcom of Facebook.
