Dit diagram suggereert hoe het Kuiper Belt-object 2014 MU69, bijgenaamd Ultima Thule, had kunnen ontstaan.
(Afbeelding: © James Tuttle Keane / NASA / JHUAPL / SwRI)
Een close-up van een ultra-ver fossiel helpt bij het beantwoorden van vragen over de vorming van planeten door het hele universum.
NASA's New Horizons-sonde zoemde vroeg op nieuwjaarsochtend vroeg in het buitenste zonnestelselobject en maakte de eerste vlucht van zo'n primitief object. Omdat 2014 MU69 sinds de geboorte van het zonnestelsel 4,5 miljard jaar geleden vrijwel onaangetast is gebleven, kan het nieuwe details over dat tijdperk onthullen. De eerste raadselachtige foto's helpen al om modellen van het vroege zonnestelsel te bewijzen.
Het eerste doelwit van New Horizons, Pluto, dient als poortwachter voor de Kuipergordel, de strook ijzige rotsen die het zonnestelsel omcirkelt. MU69 ligt in het dichtstbevolkte gebied van de gordel, naast andere koude klassieke objecten die sinds hun geboorte miljarden jaren geleden niet zijn verstoord. [Flyby van Ultima Thule: volledige dekking van New Horizons]
"We kozen een koud klassiek object voor een zeer specifieke regio, want daar ging het bewijs naartoe", vertelde Alan Stern, de hoofdonderzoeker van New Horizons en een planetair wetenschapper bij het Southwest Research Institute (SwRI) in Colorado, aan Space.com. Stern zei dat een missie als New Horizons de meest directe manier was om informatie te krijgen over het aanbreken van het zonnestelsel.
New Horizons geleverd. De nieuwste beelden die gisteren (2 januari) zijn vrijgegeven, tonen een sneeuwpopvormig object met twee lobben, de ene ongeveer driemaal zo groot als de andere. Tijdens een persconferentie zeiden missiewetenschappers dat de enige manier om een dergelijk object te vormen was om samen te komen met zeer lage snelheden - minder dan 1 mijl of kilometer per uur.
'Als je met die snelheden tegen een andere auto aanrijdt, hoef je misschien niet eens de verzekeringsformulieren in te vullen', vertelde Jeff Moore, co-onderzoeker van New Horizons van NASA's Ames Research Center in Californië, aan het publiek.
Deze langzame vormingssnelheden helpen bij het valideren van een recent voorgesteld model van zonnestelselvorming dat bekend staat als kiezelsteenaanwas. Onder dat model komen het gas en het stof dat overblijft van de vorming van de zon langzaam samen als kleine voorwerpen, getrokken door de zwaartekracht.
'Het is ongelooflijk bevredigend om te zien dat dit wordt bevestigd door de gegevens', vertelde Stern aan Space.com.
"Grote natuurkunde"
Proberen te begrijpen hoe planeten zich vormen, is een uitdaging. We kunnen het proces niet terugspoelen in ons eigen zonnestelsel, dus kijken wetenschappers naar de asteroïden en Kuipergordel-objecten (KBO's) die achterbleven nadat de planeten waren gevormd. Dit soort objecten zijn waarschijnlijk begonnen als stukjes gas en stof die door de zwaartekracht samen werden getrokken, in kleine klontjes die kiezelstenen worden genoemd. In tegenstelling tot de kiezels op je oprit, kunnen de kiezels van het zonnestelsel echter zo groot zijn als gigantische rotsblokken; het idee is dat ze kleiner zijn dan de planetaire embryo's die bekend staan als planetesimalen.
Door in andere planetenstelsels te kijken, kunnen wetenschappers deze periode in de geschiedenis van het zonnestelsel wat begrijpen, maar niet veel. De wolk van gas en stof die nieuwe werelden voortbrengt, verbergt ze ook en verbergt ze in een lijkwade van materiaal.
Onderzoekers vertrouwen dus vooral op modellen, computerprogramma's die het proces van planeetvorming simuleren. Door te kijken naar de resultaten van planetaire systemen, kunnen onderzoekers een idee krijgen van de grenzen achter hun vorming.
In 2012 stelde een paar onderzoekers uit Zweden het model voor de aangroei van kiezelstenen voor, in tegenstelling tot hedendaagse theorieën die suggereren dat gas en stof bij elkaar zijn verzameld om objecten van kilometersgrote omvang te creëren. Het model was niet perfect en in 2015 stelde theoreticus Harold Levison van SwRI enkele verfijningen voor. De theorie beschreef hoe naarmate de objecten groeiden uit kiezelstenen van centimeters groot, hun zwaartekrachtvelden naar elkaar zouden duwen en trekken. De duwtjes zouden sommige embryo's uit het gas en het stof hebben geslagen, waardoor ze werden gescheiden van het materiaal dat ze nodig hadden om groter te worden, terwijl de resten die in de schijf achterbleven, op kiezelstenen propten om uit te groeien tot planeten.
De meest recente afbeeldingen van MU69, die het team de bijnaam Ultima Thule heeft gegeven, lijken de theorie van de aangroei van kiezelstenen te bewijzen, zei Levison. De twee kleine voorwerpen op de KBO botsten met lage snelheden, wat een relatief kalme periode van aanwas suggereert, wanneer stukjes materiaal zich op elkaar stapelen in plaats van een snelle en gevaarlijke geboorte. Levison, die geen lid is van het New Horizons-team, is de hoofdonderzoeker voor een aanstaande missie naar een van de asteroïden rond Jupiter.
'Het grote nieuws is het aanwasverhaal', vertelde Cathy Olkin, plaatsvervangend projectwetenschapper bij New Horizons bij SwRI, aan Space.com. Dat beeld van hoe zonnestelselobjecten zijn gevormd, wordt ondersteund door het feit dat de twee verschillende lobben van het object worden verbonden door een smalle hals in plaats van een dikke, logge hals.
De aangroei van kiezelstenen zou ook kunnen helpen verklaren waarom MU69 geen zichtbare satellieten heeft, ondanks het feit dat het team in de jaren en maanden voorafgaand aan de flyby anticipeerde op het vinden van grote rotsen of manen in een baan om de aarde.
'Het is echt verbazingwekkend dat we niets in de ruimte zien', zei Stern.
Volgens Levison zou het proces, als de bilobed-vorm van MU69 was gevormd door de ophoping van kiezelstenen, kleinere overblijfselen hebben uitgestoten die niet vrij snel op de KBO terechtkwamen, waardoor er geen satellieten voor New Horizons te spotten waren.
Het is natuurlijk nog steeds mogelijk dat nieuwere, beter opgeloste beelden die de komende dagen naar de aarde worden gestuurd, dergelijke satellieten kunnen onthullen.
De voorlopige bevindingen lijken echter van MU69 een rookpistool te maken voor het ophopen van kiezelstenen, en biedt een observationele match met wat vorige week slechts een theorie was. Die vondst alleen al heeft belangrijke wetenschappelijke implicaties, en de rest van de informatie die New Horizons de komende twee jaar zal onthullen, zal zeker nog meer licht werpen op het proces.
'Dit is een grote fysica, [alsof het] een deeltjesdetector is en we hebben net het standaardmodel gevonden', zei Stern met een brede grijns, verwijzend naar de theorie van fundamentele deeltjes en hoe ze op elkaar inwerken.
'Ik denk dat we moeten worden genomineerd als een missie voor een Nobelprijs', zei hij.
