NASAs New Horizons-rumfartøj fløj af det fjerne Kuiper Belt-objekt Ultima Thule (2014 MU69) den 1. januar 2019.
(Billede: © NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute / National Optical Astronomy Observatory)
En overraskende blid fusion mellem to små oprindelige legemer dannede det fjerne objekt Ultima Thule, antyder en ny undersøgelse.
Disse to forfædre selv sammensættes sandsynligvis fra den samme sky af iskoldt materiale på solsystemets daggry, milliarder miles fra den nyfødte sol. De cirklede oprindeligt et fælles massecenter, men spiraliserede sig tættere og tættere og mødte til sidst på afgjort afslappet måde.
"Disse fyre ser ud som om de kom sammen i bogstaveligt talt rumfartøjsdåbningshastighed," sagde studielederforfatter Alan Stern fra Southwest Research Institute i Boulder, Colorado. ”Dette er virkelig informativt om oprindelsen af planetesimaler der ude."
Stern er hovedetterforsker for NASAs New Horizons-mission, som fløj af Ultima Thule den 1. januar i år. Den nye undersøgelse, der blev offentliggjort online i dag (16. maj) i tidsskriftet Videnskab, beskriver de indledende videnskabelige vender tilbage fra det flyby, det fjerneste planetariske møde i rumfartens historie.
Fjernmål 2
Nye horisonter lanceret i januar 2006 for at få det første nogensinde tæt op på Pluto, som forblev stort set mystisk siden sin opdagelse i 1930. Rumfartøjet afkrydsede dette vigtigste missionsmål i juli 2015 og zoomede inden for 7.500 mil (12.500 kilometer) fra dværgplaneten og fandt fantastiske billeder af dens forbløffende komplekse og mangfoldige overflade.
Teamet New Horizons vendte derefter opmærksomheden mod Ultima Thule (officielt navn: 2014 MU69), en lille genstand, der i øjeblikket ligger cirka 6,5 milliarder kilometer fra Jorden - 1 milliard kilometer (1,6 milliarder km) fjernere end Pluto.
1. januar-flyby, midtpunktet i New Horizons 'udvidede mission, var en endnu mere udfordrende rumflyvning end den Pluto møde.
Ultima Thule er meget mindre end dværgplaneten, der strækker sig kun 35 km i sin længste dimension. Og New Horizons gav Ultima Thule en meget tættere barbering end det gjorde Pluto, og krydstogte kun 2.240 mil (3.540 km) over det lille objekts skøre overflade. Proben barrerer langs med 32.280 mph (51.950 km / h) i forhold til dens mål på det tidspunkt.
Indtil videre har New Horizons strålt hjem kun 25% af sine flyby-data, som alle burde være i hånden i midten af 2020. Den nye undersøgelse er baseret på kun 10% af det forventede samlede træk - det disponible beløb, da forskerne indsendte papiret i slutningen af februar, sagde Stern. Men selv dette begrænsede første blik på New Horizons 'billeder og målinger har givet nogle meget spændende resultater, som det nye papir viser.
En flad, rødlig snemand
New Horizons fandt ud af, at 2014 MU69 er en "kontakt binær" sammensat af to fliser, som teamet kaldte Ultima (den større) og Thule. Objektet derfor ligner en snemand - en knust og blodig, alligevel.
Ultima Thule er det rødeste objekt nogensinde udforsket af et rumfartøj med undtagelse af Mars, Sagde Stern. The Red Planet skylder sin farve på jernoxider (rust), men der sker noget andet med 2014 MU69. New Horizons-teamet mener, at farven kommer fra komplekse organiske molekyler kendt som tholiner, eller noget lignende.
Dette ville ikke være uhørt; tholiner menes at være ansvarlige for de rødlige skår, som New Horizons opdagede på Pluto og dens største måne, Charon.
Og så er der den knuste bit: Ultima Thule, især Ultima-loen, er især fladet - "noget, som ingen virkelig forventede eller forudsagde med modeller, der sender teoretikerne tilbage til tegnebrættet," fortalte Stern til Space.com.
Holdet er ikke sikker på, hvordan Ultima Thule fik sin pandekage-form. Det er muligt, at hurtig rotation spillede en rolle, sagde Stern. (Objektet afslutter i øjeblikket et omdrejningspunkt hver 15,9 time, men de to bestanddele er muligvis roteret meget hurtigere i deres ungdom, før fusionen.)
”Eller måske var der en masse aerodynamisk erosion,” sagde Stern og påkaldte muligheden for, at gas og korn af materiale, der ikke blev inkorporeret i Ultima eller Thule, kunne have fjernet dem.
Mange andre mysterier forbliver også. For eksempel sports Ultima et antal tilstødende høje af lignende størrelse, som kan være konturerne af de mindre stykker, der opbyggede loben. Der er imidlertid ingen sådanne hauger på Thule synlige.
Det kan skyldes, at de to fliser blev dannet på lidt forskellige måder. Men Thule har et 4,3 mil bredt (7 km) krater kaldet Maryland. Så det er muligt, at loben også havde hauger, men disse funktioner blev begravet, da Maryland-gusningen påvirkede Thule, sagde Stern. (New Horizons spionerede ikke nogen store kratere på Ultima-loppen.)
Derudover har begge lober adskillige små grove, hvis oprindelse forbliver ubestemt. Og flere dannelsesprocesser er sandsynligvis involveret, siger studieteammedlemmer.
"Vores vurdering er, at kæderne af lignende størrelser er mere tilbøjelige til at dannes af interne processer end ved kraterning, men de isolerede grove, der viser omtrent cirkulære planformkonturer, skålformede indre fordybninger, og i nogle tilfælde hævede fælge, er mere konsistente med påvirkningskratermorfologi, ”skrev forskerne i den nye undersøgelse.
New Horizons-teamet har endnu ikke opdaget nogen satellitter eller ringe, der kredser om Ultima Thule, og objektet har ikke vist tegn på en atmosfære eller nogen kometlignende udgasning. Men forskerne vil fortsætte med at se, når flere og flere data kommer ned til Jorden.
Et oprindeligt objekt
Ultima Thules to-lobede form antyder kraftigt, at objektet er primordialt og går helt tilbage til solsystemets fødsel.
Effekthastighederne i kvarteret MU69 i 2014 - de kolde, mørke dybder ud over Neptun, kendt som Kuiper Belt - er i øjeblikket 1.080 km / t. Et moderne møde med to objekter derude ville således være for voldelig til at fremstille den Ultima Thule, vi ser i dag; dens to fliser ville være blevet ødelagt eller forkert formet, fandt Stern og hans kolleger.
Faktisk antyder modelleringsarbejde, som teamet præsenterede på en konference i sidste måned, at kollisionen sandsynligvis fandt sted kl omkring 5,5 km / h (8,9 km / t) - langsommere end de fleste joggere går. Et sådant "blidt dynamisk miljø" var til stede for længe siden, kort efter at solen var dannet.
Andre bevislinjer styrker forestillingen om, at Ultima Thule er et gammelt og relativt uændret objekt. For eksempel er dens to fliser ens i både lysstyrke og farve, hvilket antyder, at de dannede sig fra den samme hvirvlende sky af gas og støv for længe siden.
"Dette er den første ubestridelige binære kontakt binære, som vi har set tæt på med et rumfartøj," sagde Stern.
Mere arbejde at gøre
Nye Horizons-teammedlemmer kan ende med at knække flere Ultima Thule-mysterier en dag; de fleste af flyby-dataene er trods alt ikke kommet ned på Jorden.
Og selv når alle disse oplysninger er blevet analyseret, kan der muligvis være endnu mere arbejde at gøre. Rumfartøjet er sundt og har nok brændstof tilbage til flyv med endnu et dybde-rum-objekt, Sagde Stern.
NASA bliver nødt til at bevilge en ny mission-udvidelse for at dette kan ske, og New Horizons-teamet kan ikke ansøge om en sådan forlængelse før næste år, sagde Stern. Men forskerne planlægger bestemt at gøre det.
”Vi kom helt ud til Kuiper Belt, og vi vil prøve at presse alt det sidste, vi kan [ud af denne mission],” sagde Stern.
Flere rumfartøjer vil udforske det ydre solsystem i fremtiden, "men de vil ikke være her snart," sagde Stern. "Vi er her, og vi vil mælke det."
- New Horizons 'historiske flyby fra Ultima Thule: fuld dækning
- Destination Pluto: NASAs nye horisontmission i billeder
- Nye horisonter kan gøre endnu en flyby efter Ultima Thule
Mike Walls bog om søgning efter fremmed liv, "Der ude"(Grand Central Publishing, 2018; illustreret af Karl Tate), er ude nu. Følg ham på Twitter @michaeldwall. Følg os på Twitter @Spacedotcom eller Facebook.
