Dette diagram antyder, hvordan Kuiper Belt-objektet 2014 MU69, med tilnavnet Ultima Thule, kunne have dannet sig.
(Billede: © James Tuttle Keane / NASA / JHUAPL / SwRI)
Et tæt overblik over et ultravistert fossil hjælper med at besvare spørgsmål om dannelsen af planeter i hele universet.
NASAs New Horizons-sonde summede det ydre solsystem-objekt tidligt på nytårs morgen, hvilket gjorde det første flyby af et så primitivt objekt. Fordi 2014 MU69 er forblevet næsten uberørt siden solsystemets fødsel for 4,5 milliarder år siden, kan det afsløre nye detaljer om den æra. Allerede de første forvirrende fotos hjælper med at bevise modeller af det tidlige solsystem.
New Horizons 'første mål, Pluto, fungerer som en gatekeeper til Kuiper Belt, båndet med iskolde klipper, der omkranser solsystemet. MU69 ligger inden for det mest tæt befolkede område af bæltet, blandt andre kolde klassiske objekter, der ikke er blevet forstyrret siden deres fødsel for milliarder af år siden. [New Horizons 'Flyby af Ultima Thule: fuld dækning]
"Vi valgte et koldt klassisk objekt til et meget specifikt område, for det var der, hvor beviset var på vej," fortalte Space.com, Alan Stern, New Horizons hovedundersøger og en planetvidenskabsmand ved Southwest Research Institute (SwRI) i Colorado. Stern sagde, at en mission som New Horizons var den mest direkte måde at få information om solsystemets daggry på.
Nye horisonter leveret. De nyeste billeder, der blev frigivet i går (2. januar), afslører en snemand formet genstand med to fliser, den ene omtrent tre gange så stor som den anden. Under en nyhedskonference sagde missionskritikere, at den eneste måde, hvorpå en sådan genstand kan dannes, var ved at komme sammen i meget langsomme hastigheder - mindre end 1 mil eller kilometer i timen.
"Hvis du kolliderede med en anden bil i disse hastigheder, har du måske ikke engang gider at udfylde forsikringsformularerne," fortalte publikum Jeff Moore, New Horizons-medundersøger fra NASAs Ames Research Center i Californien.
Disse langsomme dannelseshastigheder hjælper med at validere en for nylig foreslået model til dannelse af solsystemet, kendt som rullesten. Under denne model samles gas og støv, der er tilbage fra dannelsen af solen, langsomt sammen som små genstande, trukket af tyngdekraften.
"Det er utroligt tilfredsstillende at se det bekræftet af dataene," fortalte Stern til Space.com.
"Stor fysik"
At prøve at forstå, hvordan planeter dannes, er en udfordring. Vi kan ikke spole processen tilbage i vores eget solsystem, så forskere kigger på asteroiderne og Kuiper Belt-objekter (KBO'er), der blev efterladt efter planeterne dannet. Genstande som disse startede sandsynligvis som bits af gas og støv, der blev trukket sammen ved hjælp af tyngdekraften i små klumper kaldet småsten. I modsætning til småsten i din indkørsel kan solstenes småsten imidlertid være så store som kæmpe sten; tanken er, at de er mindre end de planetariske embryoner, der kaldes planetesimaler.
At kigge ind i andre planetariske systemer kan hjælpe forskere med at forstå denne periode i solsystemets historie nogle, men ikke meget. Skyen af gas og støv, der føder nye verdener, skjuler dem også, og skjuler dem i et kappe af materiale.
Så forskere stoler mest på modeller, computerprogrammer, der arbejder for at simulere processen med dannelse af planeten. Ved at se på resultaterne af planetariske systemer kan forskere få en idé om grænserne bag deres dannelse.
I 2012 foreslog et par forskere fra Sverige pebble-tiltrædelsesmodellen i modsætning til nutidige teorier, der antydede, at gas og støv samledes for at skabe objekter i kilometerstørrelse. Modellen var ufuldkommen, og i 2015 foreslog teoretiker Harold Levison fra SwRI nogle forbedringer. Teorien beskrev, hvordan efterhånden som objekter voksede fra små cm i småstørrelser, ville deres tyngdefelter skubbe og trække mod hinanden. Nudderne ville have slået nogle embryoner ud af gassen og støvet og adskilt dem fra det materiale, de havde brug for for at blive større, mens de, der forblev på disken, spaltede på småsten for at vokse til planeter.
De nyeste billeder af MU69, som holdet har kaldet Ultima Thule, synes at bevise rullestenens accretionsteori, sagde Levison. De to små objekter på KBO stødte ved langsomme hastigheder, der antyder en relativt rolig periode med tiltrædelse, når stykker materiale hænges sammen, snarere end en hurtig og farlig fødsel. Levison, der ikke er medlem af New Horizons-teamet, er den vigtigste efterforsker for en kommende mission til en af asteroiderne omkring Jupiter.
"Den store nyhed er accretionshistorien," fortæller Cathy Olkin, New Horizons 'viceprojektforsker ved SwRI, til Space.com. Dette billede af, hvordan solsystemets objekter, der er dannet, understøttes af det faktum, at objektets to forskellige lobes er forbundet med en smal nakke snarere end en tyk, uhåndterlig en.
Pebble-optagelse kan også hjælpe med at forklare, hvorfor MU69 ikke har nogen synlige satellitter, på trods af det faktum, at holdet forventede at finde store klipper eller måner i bane i årene og måneder frem til flybyen.
"Det er virkelig forbløffende, at vi ikke ser noget i kredsløb," sagde Stern.
Ifølge Levison, hvis MU69s bilobede form blev dannet ved stenstenafskærmning, ville processen have kastet ud mindre rester, der ikke akkrediterer KBO temmelig hurtigt og ikke efterladt satellitter til New Horizons at se.
Selvfølgelig er det stadig muligt, at nyere, bedre opløste billeder, der sendes til Jorden i de kommende dage, muligvis afslører sådanne satellitter.
De foreløbige konklusioner synes imidlertid at gøre MU69 til en rygerpistol til rullesten, hvilket giver et observationsmatch til det, der i sidste uge kun var en teori. Denne fund alene har vigtige videnskabelige konsekvenser, og resten af informationen, som New Horizons vil afsløre i løbet af de næste to år, vil helt sikkert kaste endnu mere lys på processen.
"Dette er stor fysik, [som om det var] en partikeldetektor, og vi har lige nu fundet Standardmodellen," sagde Stern med et stort grin og henviste til teorien om grundlæggende partikler og hvordan de interagerer.
”Jeg synes, vi skal nomineres som mission for en Nobelpris,” sagde han.
