Ultima Thule: Oude planetestimaal in het buitenste zonnestelsel

Ultima Thule zoals te zien in een van de eerste afbeeldingen met hoge resolutie die door het ruimtevaartuig New Horizons zijn teruggestuurd.

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

Vroeg in de ochtend (oosterse tijd) op 1 januari 2019,de Nieuwe horizonten ruimtevaartuigraasde langs het verste onderzochte object in het zonnestelsel. Het kleine planetesimaal dat het tegenkwam, heet 2014 MU69, bijgenaamd Ultima Thule . Die term betekent 'buiten de bekende wereld' en werd gekozen als tijdelijke naam voor het object tijdens een openbare naamwedstrijd in 2018.

Snelle feiten: Ultima Thule

• 2014 MU69 Ultima Thule is een oude planetesimale baan in de Kuipergordel, een gebied voorbij Neptunus. Het is waarschijnlijk grotendeels gemaakt van ijs en het oppervlak is roodachtig.
• Ultima Thule is meer dan 44 astronomische eenheden van de aarde verwijderd (een AU is 150 miljoen kilometer, de afstand tussen de aarde en de zon).
• Twee lobben, Ultima en Thule genaamd, vormen het lichaam van dit planetesimaal. Ze zijn vroeg in de geschiedenis van het zonnestelsel met elkaar verbonden door een zachte botsing.
• De Nieuwe horizonten missie reist naar het buitenste zonnestelsel sinds de lancering op 19 januari 2006. Het zal doorgaan door het zonnestelsel,door de Oortwolk, en uiteindelijk naar de interstellaire ruimte. Het heeft genoeg kracht om de exploratie tot in de jaren 2020 voort te zetten.

Wat is Ultima Thule?

Dit kleine object draait om de zon in een gebied van de ruimte genaamd de Kuipergordel, ver buiten de baan van Neptunus. Omdat Ultima Thule in die regio ligt, wordt het soms een 'trans-Neptuniaans object' genoemd. Zoals met veel planetesimalen daar, is Ultima Thule een voornamelijk ijzig object. Zijn baan is 298 aardse jaren lang en hij krijgt slechts een klein deel van het zonlicht dat de aarde ontvangt. Planetaire wetenschappers zijn al lang geïnteresseerd in kleine wereldjes zoals deze, omdat ze dateren uit de vorming van het zonnestelsel . Door hun verre banen zijn ze bewaard gebleven bij zeer lage temperaturen, en dat bewaart ook wetenschappelijke informatie over hoe de omstandigheden er ongeveer 4,5 miljard jaar geleden uitzagen, toen de zon en de planeten zich vormden.

Deze perspectivische weergave toont het pad van NASA's New Horizons-ruimtevaartuig (geel) door het buitenste zonnestelsel en de Kuipergordel. De banen van de terrestrische en reuzenplaneten worden in blauw weergegeven. De stippen tonen de locaties van representatieve asteroïden, dicht bij de zon, en Kuipergordel-objecten (KBO's), die zich meestal buiten de baan van Neptunus, de buitenste reuzenplaneet, bevinden. NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Alex Parker

Ultima Thule verkennen

Ultima Thule was het doelwit van een jacht voor een ander object om te bestuderen door de Nieuwe horizonten ruimtevaartuig na zijn succesvolle vlucht langs Pluto in juli 2015. Het was in 2014 opgemerkt door de Hubble Ruimtetelescoop als onderdeel van een onderzoek naar verre objecten voorbij Pluto in de Kuipergordel. Het team besloot het traject van het ruimtevaartuig naar Ultima Thule te programmeren. Om een ​​juist idee te krijgen van de grootte, Nieuwe horizonten wetenschappers programmeerden grondobservaties van deze kleine wereld terwijl deze tijdens zijn baan een verder weg gelegen stel sterren verduisterde (voorbij ging). Die waarnemingen in 2017 en 2018 waren succesvol en gaven de Nieuwe horizonten team een ​​goed idee van de grootte en vorm van Ultima Thule.

Gewapend met die informatie programmeerden ze het pad en de wetenschappelijke instrumenten van het ruimtevaartuig om dit donkere verre planetesimaal te observeren tijdens de flyby van 1 januari 2019. Het ruimtevaartuig vloog voorbij op een afstand van 3.500 kilometer met een snelheid van iets meer dan 14 kilometer per seconde. Gegevens en afbeeldingen stroomden terug naar de aarde en zullen doorgaan tot eind 2020.

De scène in missiecontrole in het Johns Hopkins Applied Physics Lab toen het eerste duidelijke beeld van Ultima Thule arriveerde op 1 januari 2019. NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Voor de flyby, de Nieuwe horizonten team nodigde vrienden, familie en pers uit. Om de close flyby te vieren, die plaatsvond om 12:33 uur (EST) op 1 januari 2019, hielden de gecombineerde bezoekers en het team wat een krant 'het meest geekiest nieuwjaarsfeest ooit' noemde. Een speciaal onderdeel van de viering was de uitvoering van een volkslied voor Nieuwe horizonten door Dr. Brian May , astrofysicus lid van de Nieuwe horizonten team en voormalig leadgitarist van de rockgroep Queen.

Tot op heden is Ultima Thule het verst bekende lichaam dat ooit door een ruimtevaartuig is verkend. Toen de Ultima Thule-vlucht voorbij was en de datatransmissies begonnen, richtte het ruimtevaartuig zijn aandacht op verder weg gelegen werelden in de Kuipergordel, mogelijk voor toekomstige flyby's.

De primeur op Ultima Thule

Op basis van gegevens en afbeeldingen die zijn gemaakt bij Ultima Thule, hebben planetaire wetenschappers het binaire object met het eerste contact in de Kuipergordel gevonden en verkend. Het is 31 kilometer lang en heeft twee 'lobben' die samen een 'kraag' vormen rond een deel van het object. De lobben heten respectievelijk Ultima en Thule voor de kleine en grote componenten. Men denkt dat dit oude planetesimal grotendeels uit ijs bestaat, met misschien wat rotsachtig materiaal erin gemengd. Het oppervlak is erg donker en kan bedekt zijn met organisch materiaal dat is ontstaan ​​toen het ijzige oppervlak werd gebombardeerd door ultraviolette straling van de verre zon. Ultima Thule ligt 6.437.376.000 kilometer verwijderd van de aarde en het duurde meer dan zes uur om een ​​eenrichtingsbericht van of naar het ruimtevaartuig te sturen.

De eerste kleurenafbeeldingen van 2014 MU69 Ultima Thule. Het roodachtige materiaal is waarschijnlijk een coating die is gemaakt door interacties van ultraviolet licht met het ijs. NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Wat is er belangrijk aan Ultima Thule?

Vanwege zijn afstand tot de zon en zijn stabiele baan in het vlak van het zonnestelsel, wordt aangenomen dat Ultima Thule een zogenaamd 'koud klassiek Kuipergordel-object' is. Dat betekent dat het waarschijnlijk gedurende een groot deel van zijn geschiedenis op dezelfde plaats heeft gecirkeld. De vorm is interessant omdat de twee lobben aangeven dat Ultima Thule is gemaakt van twee objecten die zachtjes naar elkaar toe dreven en gedurende het grootste deel van de geschiedenis van het object 'aan elkaar bleven plakken'. Zijn draaiing duidt op een beweging die tijdens de botsing aan Ultima Thule werd gegeven en die nog niet is teruggedraaid.

Er lijken kraters op Ultima Thule te zijn, evenals andere kenmerken op het rode oppervlak. Het lijkt erop dat er geen satellieten of een ring omheen zitten en er is geen waarneembare atmosfeer. Tijdens de flyby, gespecialiseerde instrumenten aan boord Nieuwe horizonten scande het oppervlak in verschillende golflengten van licht om meer te weten te komen over de chemische eigenschappen van het roodachtige oppervlak. Wat deze waarnemingen en andere onthullen, zal planetaire wetenschappers helpen meer te begrijpen over de omstandigheden in het vroege zonnestelsel en in de Kuipergordel, die al het 'derde regime van het zonnestelsel' wordt genoemd.

bronnen

• Nieuwe horizonten, pluto.jhuapl.edu/Ultima/Ultima-Thule.php.
• New Horizons verkent met succes Ultima Thule - verkenning van het zonnestelsel: NASA-wetenschap. NASA, NASA, 1 januari 2019, solarsystem.nasa.gov/news/807/new-horizons-successfully-explores-ultima-thule/.
• Officieel, koningin. YouTube, YouTube, 31 december 2018, www.youtube.com/watch?v=j3Jm5POCAj8.
• Talbert, Tricia. NASA's New Horizons maakt eerste detectie van Kuipergordel NASA, NASA, 28 aug. 2018, www.nasa.gov/feature/ultima-in-view-nasa-s-new-horizons-makes-first-detection-of-kuiper-belt-flyby-target.