Najdalsza eksploracja planet w historii wymagała sporo starannego planowania i przygotowań, a także odrobiny szczęścia.
„Zaczęliśmy panikować, zanim dotarliśmy do 2013 r., Szczególnie pod koniec 2013 r.” - mówi Hal Weaver, naukowiec projektu z misji Nowe Horyzonty w Plutonie i nie tylko. „Zdawaliśmy sobie sprawę, „ O rany, jeszcze nie odkryliśmy kolejnego celu dla Nowych Horyzontów ”.”
W czerwcu 2014 r. Kosmiczny Teleskop Hubble'a przybył na ratunek, dostrzegając niewielki punkcik światła powoli przesuwający się po niebie w regionie, w którym kierował statek kosmiczny Nowe Horyzonty. Misja, której głównym celem było zbadanie i scharakteryzowanie Plutona, stanowiła wyjątkową okazję do znalezienia innego obiektu planetarnego w odległym „trzecim regionie” Układu Słonecznego, Pas Kuipera. Wystrzelony w styczniu 2006 roku, Nowe Horyzonty nie zbliżyły się do Plutona dopiero dziewięć lat później, w lipcu 2015 roku. Jeśli zespół nie byłby w stanie znaleźć nowego celu dla statku kosmicznego, prawdopodobnie minęłyby dekady, zanim inny statek kosmiczny mógłby być zatwierdzonym, zbudowanym i przewiezionym do zewnętrznych obszarów Układu Słonecznego.
„Zajmie to tak dużo czasu, zanim pojawi się kolejna misja, czujemy się odpowiedzialni za to, abyśmy spojrzeli pod każdą skałę”, mówi Weaver.
Teraz obiekt docelowy znany pod nazwą Minor Planet Center, MU69 2014, został ujawniony po raz pierwszy. Odległe ciało planetarne jest układem podwójnym z podwójnymi klapami, co oznacza, że poprzednio były to dwa obiekty, które tworzyły się osobno, a następnie bardzo delikatnie zderzyły ze sobą i stopiły się. Większy płat jest około trzy razy większy niż mniejszy, a 2014 MU69 ma czerwonawy odcień, uważany za wynik promieniowania w zewnętrznym Układzie Słonecznym. Od wczesnych zdjęć zespół uważa, że obiekt może być pokryty takimi cechami, jak wzgórza, grzbiety i płaskowyże. MU69 2014 obraca się co około 15 godzin i wydaje się, że zawiera egzotyczne lody, takie jak azot lub metan, co naukowcy będą chcieli potwierdzić, gdy więcej danych o składzie MU69 w 2014 roku dotrze do Ziemi.
Pierwsze kolorowe zdjęcie Ultima Thule, wykonane w odległości 85 000 mil (137 000 kilometrów) o godzinie 4:08 czasu uniwersalnego 1 stycznia 2019 r., Podkreśla czerwonawą powierzchnię. Po lewej stronie jest ulepszone kolorowe zdjęcie wykonane przez Multispectral Visible Imaging Camera (MVIC), wytworzone przez połączenie kanałów bliskiej podczerwieni, czerwonego i niebieskiego. Centralne zdjęcie wykonane za pomocą urządzenia do rozpoznania dalekiego zasięgu (LORRI) ma wyższą rozdzielczość przestrzenną niż MVIC o około pięć razy. Po prawej kolor nałożono na obraz LORRI, aby pokazać jednolitość kolorów płatów Ultima i Thule. (NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute) Alan Stern, główny badacz misji New Horizons i zdobywca nagrody Smithsonian Ingenuity Award, powiedział na konferencji prasowej w Applied Physics Laboratory Johns Hopkins University, że spotkanie z MU69 2014 było „sukcesem technicznym ponad wszystko, co kiedykolwiek wcześniej próbowano w kosmosie”.
„To naprawdę tylko rozmiar czegoś takiego jak Waszyngton” - mówi Stern o MU69 2014, który ma około 21 mil od jego najdłuższego boku. „I jest tak samo odbijający jak brud odmiany ogrodowej i jest oświetlony przez słońce, które jest 1900 razy słabsze niż na zewnątrz w słoneczny dzień na Ziemi. Zasadniczo goniliśmy to w ciemności z prędkością 32 000 mil na godzinę. ”
MU69 2014 został nazwany Ultima Thule przez zespół New Horizons, łacińskie zdanie używane przez Rzymian do opisywania nieodkrytych regionów na północy, a bardziej ogólnie regionu leżącego poza znanym światem. Fraza ta została użyta przez Wergiliusza w wierszu Gruzja, a termin „Thule” ma długą historię literacką, pojawiającą się w takich dziełach, jak wiersz Jamesa Thompsona z 1730 r. „Jesień”, cytowany w pierwszym rozdziale powieści Charlotte Bronte Jane Eyre . Wersje „Ultima Thule” pojawiają się także w wierszu „Kraina snów” Edgara Allana Poe oraz w dziełach Vladimira Nabokova.
Jednak fraza i pseudonim dla MU69 2014 wzbudziły krytykę, ponieważ „Ultima Thule” była również mitycznym regionem we wczesnej nazistowskiej tradycji, używanym przez niemieckie okultystyczne Towarzystwo Thule do opisania utraconej ziemi, w której narodziła się „rasa aryjska”. „Ultima Thule” to nieoficjalny przydomek dla MU69 2014, a teraz, gdy obiekt został zbadany i scharakteryzowany, Międzynarodowa Unia Astronomiczna może rozpocząć proces nadawania temu obiektowi oficjalnej nazwy.
„Termin Ultima Thule, który jest bardzo stary, wielowiekowy, prawdopodobnie ponad 1000 lat, jest wspaniałym memem do eksploracji i dlatego go wybraliśmy”, powiedział podczas konferencji prasowej Stern zapytany o pseudonim. „Powiedziałbym, że tylko dlatego, że niektórzy źli kiedyś polubili ten termin, nie pozwolimy mu go przejąć”.
Podczas gdy przelot Plutona ujawnił niezwykły świat aktywnej geologii, z płynącymi lodowcami egzotycznych lodów, takich jak tlenek węgla i metan, i górami lodowymi, 2014 MU69 ma zapewnić okno do historii i ewolucji samego układu słonecznego . 2014 MU69 to tak zwany klasyczny obiekt Pasa Kuipera, które są lodowymi i skalistymi ciałami znajdującymi się poza orbitą Neptuna, które mają stosunkowo okrągłe orbity, co oznacza, że w przeciwieństwie do Plutona, nigdy nie przekraczają orbity Neptuna. W tej wielkiej odległości, między około 40 a 50 jednostek astronomicznych lub około 3, 5 do 4, 5 miliarda mil od Słońca, klasyczne obiekty Pasa Kuipera stanowią niezwykle prymitywną populację, praktycznie niezmienioną od zarania Układu Słonecznego.
„Ze względu na obecną orbitę [2014 MU69] uważamy, że znajdowała się w tej pozycji przez 4, 6 miliarda lat, w którym to przypadku była głęboko zamrożona od czasu jej powstania”, mówi Weaver.
Fakt, że obiekt jest binarnym kontaktem, pozwala naukowcom na dalsze badanie, w jaki sposób materiał agreguje się w obiekty takie jak 2014 MU69 i nadal rośnie i tworzy pełne planety. „To naprawdę satysfakcjonujące, że te prawie idealnie uformowane pliki binarne kontaktów w ich naturalnym środowisku”, mówi Jeff Moore, kierownik zespołu geologii i geofizyki w New Horizons. „Ludzie od dawna spekulują na temat procesów […], w jaki sposób początkowe pierwotne grudki łączą się, tworząc tak zwane planetozymale, które z kolei idą w kierunku tworzenia planet. Ale faktyczne zobaczenie rzeczy, które są zgodne z naszymi wyjaśnieniami i teoriami, które mieliśmy na temat tego, jak te rzeczy powstają, jest niezwykle satysfakcjonujące. ”
Ilustracja procesu formowania kontaktowego obiektu binarnego. (NASA / JHUAPL / SwRI / James Tuttle Keane) Ponad 4 miliardy mil od Słońca, 2014 MU69 służy jako pozostałość oryginalnego materiału, z którego powstał układ słoneczny. Stern nazwał 2014 MU69 „prawdopodobnie najlepszą kapsułą czasu, jaką kiedykolwiek mieliśmy do zrozumienia naszego Układu Słonecznego”.
Do lat 90. nie było wiadomo, że region poza Neptunem nie jest pusty, ale raczej pełen setek tysięcy obiektów w odrębnej strefie Układu Słonecznego, zwanej teraz Pasem Kuipera, nazwanej na cześć holendersko-amerykańskiego astronoma Gerarda Kuipera, który przewidział istnienie regionu kilkadziesiąt lat wcześniej. Odkrycie Eris w 2003 r., Karłowatej planety w Pasie Kuipera mniej więcej tego samego rozmiaru co Plutona, dodatkowo ujawniło znaczenie tego trzeciego regionu i jego wpływ na powstawanie i ewolucję wszystkiego, co krąży wokół Słońca.
Choć łatwo jest pomyśleć o planetach w Układzie Słonecznym tworzących się na orbitach, na których się znajdują, astronomowie wiedzą teraz, że tak nie było. Gigantyczne planety migrowały do wewnątrz i na zewnątrz, gdy układ słoneczny kształtował się, wpływając na orbity wszystkiego innego, a nawet całkowicie wyrzucając niektóre obiekty z Układu Słonecznego.
„W ciągu pierwszych dziesiątek milionów lat historii Układu Słonecznego Jowisz i Saturn wpadają w ten dziwny taniec, który spowodował wiele chaosu na orbitach wszystkich gigantycznych planet”, mówi Weaver. „Jowisz mógł zbliżyć się prawie tak blisko jak orbita Marsa, a potem znów wyszedł. Uważamy, że Neptun i Uran faktycznie zmieniali miejsca. … I to poruszyło garnek w Układzie Słonecznym, co ostatecznie skończyło się tym, co mamy dzisiaj.
Podczas gdy naczynie się poruszało, astronomowie uważają, że niektóre obiekty w Pasie Kuipera, takie jak 2014 MU69, zostały rzucone do wewnątrz na eliptyczne trajektorie, które przechodzą blisko Słońca, zanim odlecą z powrotem w odległe królestwa. Dziś nazywamy te obiekty kometami, a kiedy zbliżamy się do słońca, lody w pobliżu powierzchni są podgrzewane i sublimowane w gaz, tworząc „śpiączkę” lub kulę gazu otaczającą skaliste jądro komety, zwane jądrem.
„Za każdym razem, gdy widzimy komety, musimy pamiętać, że są one po toastach” - mówi Moore. „Były smażone, trzeszczone i chrupane przez słońce i są poważnie uszkodzonymi przykładami dawnych obiektów Pasa Kuipera. A więc możliwość wyjścia i zobaczenia nieskazitelnego obiektu Pasa Kuipera mówi nam teraz, że rzeczywiście binarne styki naprawdę się formują, a może kiedy widzimy komety, widzimy mniejsze wersje bardzo poważnie uszkodzonych binarnych styków ”.
W tej chwili tylko około jeden procent danych przechowywanych w New Horizons został odebrany przez zespół naukowy w terenie. Statek kosmiczny prześle dane na Ziemię przez następne 20 miesięcy, ujawniając więcej na temat topografii i składu MU69 2014. Tymczasem Nowe Horyzonty będą kontynuować lot w kierunku krawędzi Układu Słonecznego z prędkością około 30 000 mil na godzinę - ale dni jego eksploracji jeszcze się nie skończyły.
„Statek kosmiczny jest w doskonałym stanie” - mówi Stern, dodając, że New Horizons ma wystarczającą moc w swoim radioizotopowym generatorze termoelektrycznym (RTG), aby mógł działać jeszcze przez 15 do 20 lat. Statek może kontynuować działalność naukową do około 2, 5-krotności swojej obecnej odległości od Słońca i ma wystarczająco dużo paliwa, aby wystrzelić pędniki, aby zmienić kurs w kierunku innego obiektu. (Zespół New Horizons musiał przeprowadzić wiele korekt trajektorii prowadzących do przelotu z MU69 2014.) W miarę jak leci w kierunku krawędzi Układu Słonecznego, New Horizons będzie obserwować dodatkowe ciała planetarne do badania, albo obserwując je za pomocą teleskopowych kamer lub, jeśli mamy szczęście, latając w pobliżu innego obiektu.
„Kluczem do nauki, którą wykonujemy, jest to, czy bada ona obiekty zdalnie za pomocą naszych teleskopów, czy też ta nauka w Pasie Kuipera będzie obejmować jeszcze jeden przelot”, mówi Stern. „I nie mogę ci dziś odpowiedzieć, ponieważ nie wiemy.”
Na razie zespół oczekuje na otrzymanie pozostałych danych o statku kosmicznym, aby dowiedzieć się więcej o MU69 2014, najbardziej odległym i starożytnym świecie, jaki kiedykolwiek odkryto.
