Ultima Thule Ancient Planetestimal i det yttre solsystemet

Tidigt på morgontimmarna (östlig tid) den 1 januari 2019, Nya horisonter rymdskepp rusade förbi det mest avlägsna utforskade objektet i solsystemet. Den lilla planetesimala som den stötte på kallas 2014 MU69, smeknamnet Ultima Thule. Den termen betyder "bortom den kända världen" och valdes som ett tillfälligt namn för objektet under en offentlig namngivningstävling 2018. 

Snabbfakta: Ultima Thule

• 2014 MU69 Ultima Thule är ett forntida planetesimalt kretslopp i Kuiper Belt, en region bortom Neptun. Den är antagligen till stor del gjord av is och ytan är rödaktig.
• Ultima Thule är mer än 44 astronomiska enheter från jorden (en AU är 150 miljoner kilometer, avståndet mellan jorden och solen).
• Två lober, som heter Ultima och Thule, utgör denna planetesimala kropp. De fästes tidigt i solsystemets historia i en mild kollision.
• De Nya horisonter uppdraget har färdats till det yttre solsystemet sedan det lanserades den 19 januari 2006. Det kommer att fortsätta genom solsystemet, genom Oort Cloud och så småningom till det interstella rummet. Den har tillräckligt med kraft för att fortsätta utforskningen genom 2020-talet.

Vad är Ultima Thule? 

Detta lilla föremål går runt solen ute i ett område i rymden som kallas Kuiper Belt, långt bortom Neptuns bana. Eftersom Ultima Thule ligger i den regionen, kallas det ibland ett "trans-Neptunian objekt." Som med många planetesimaler där är Ultima Thule ett främst isigt objekt. Dess omloppsbana är 298 jordår och den får bara en liten bråkdel av solljuset som jorden får. Planetforskare har länge varit intresserade av små världar som den här eftersom de går tillbaka till bildandet av solsystemet. Deras avlägsna banor bevarar dem i mycket kalla temperaturer, och det bevarar också vetenskaplig information om hur förhållandena var för cirka 4,5 miljarder år sedan, när solen och planeterna bildades. 

Denna perspektivvy visar banan för NASA: s nya horisonter rymdskepp (gul) genom det yttre solsystemet och Kuiper Belt. Banorna på mark- och jätteplaneterna visas i blått. Prickarna visar platserna för representativa asteroider, nära solen, och Kuiper Belt-objekt (KBO), som mestadels ligger utanför Neptunus bana, den yttersta jätteplaneten. NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute / Alex Parker

Utforska Ultima Thule

Ultima Thule var målet för en jakt på ett annat objekt att studera av Nya horisonter rymdskepp efter sin framgångsrika flyby av Pluto i juli 2015. Det hade upptäckts 2014 av Hubble rymdteleskop som en del av en undersökning för avlägsna objekt bortom Pluto i Kuiper Belt. Teamet bestämde sig för att programmera rymdskeppets bana till Ultima Thule. För att få en exakt uppfattning om dess storlek, Nya horisonter forskare programmerade markbaserade observationer av denna lilla värld när den ockulterade (passerade framför) en mer avlägsen uppsättning stjärnor under dess bana. Dessa observationer 2017 och 2018 var framgångsrika och gav Nya horisonter team en bra idé om storleken och formen på Ultima Thule.

Beväpnad med den informationen programmerade de rymdfarkostens väg och vetenskapliga instrument för att observera denna mörka avlägsna planetesimal under den 1 januari 2019 flyby. Rymdskeppet flög förbi på ett avstånd av 3 500 kilometer med en hastighet av drygt 14 kilometer per sekund. Data och bilder började strömma tillbaka till jorden och kommer att fortsätta till slutet av 2020.

Scenen i uppdragskontroll vid Johns Hopkins tillämpad fysiklaboratorium när den första tydliga bilden av Ultima Thule kom den 1 januari 2019. NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute

För flyby, Nya horisonter teamet bjöd in vänner, familj och press. För att fira den nära flyby, som ägde rum kl 12:33 (EST) den 1 januari 2019, höll de kombinerade besökarna och teamet vad en tidning kallade "den geekiest nyårsfesten någonsin." En speciell del av firandet var framförandet av en hymne för Nya horisonter av Dr. Brian May, astrofysiker medlem av Nya horisonter team och tidigare huvudgitarrist för rockgruppen Queen.

Hittills är Ultima Thule den mest avlägsna kända kropp som någonsin utforskats av ett rymdskepp. När Ultima Thule flyby var klar och dataöverföringarna började, rymde rymdskeppet sin uppmärksamhet till mer avlägsna världar i Kuiper Belt, möjligen för framtida flybys.

Skopan på Ultima Thule

Baserat på data och bilder tagna vid Ultima Thule har planetforskare hittat och utforskat det första binära kontaktobjektet i Kuiper Belt. Den är 31 kilometer lång och har två "lober" förenade för att bilda en "krage" runt en del av föremålet. Loberna heter Ultima respektive Thule för de små och stora komponenterna. Denna antika planetesimal tros vara till stor del gjord av is, med kanske lite stenigt material blandat i. Ytan är mycket mörk och kan täckas med organiska material som skapades när den iskalla ytan bombades av ultraviolett strålning från den avlägsna solen. Ultima Thule ligger 6,437 376 000 kilometer från jorden och det tog mer än sex timmar att skicka ett envägsmeddelande till eller från rymdskeppet. 

De första färgbilderna från 2014 MU69 Ultima Thule. Det rödaktiga materialet är troligen en beläggning som skapas av ultraviolett ljusinteraktion med isen. NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute

Vad är viktigt med Ultima Thule?

På grund av dess avstånd från solen och dess stadiga omloppsbana i solsystemets plan anses Ultima Thule vara det som kallas ett "kall klassiskt Kuiper Belt-objekt." Det betyder att den troligen har kretsat på samma plats genom mycket av sin historia. Formen är intressant eftersom de två loberna indikerar att Ultima Thule är gjord av två föremål som försiktigt drev ihop och förblev "fast vid varandra" under större delen av objektets historia. Dess vridning indikerar rörelse som tilldelades Ultima Thule under kollisionen och den har inte snurrat ner ännu. 

Det verkar vara kratrar på Ultima Thule, liksom andra funktioner på dess röda yta. Det verkar inte ha några satelliter eller en ring som omger det och det finns ingen synlig atmosfär. Under flyby, specialiserade instrument ombord Nya horisonter skannade ytan i olika våglängder för ljus för att lära sig mer om de kemiska egenskaperna hos den rödaktiga ytan. Vad dessa observationer och andra avslöjar kommer att hjälpa planetforskare att förstå mer om förhållandena i det tidiga solsystemet och ute i Kuiper Belt, som redan kallas "det tredje systemet för solsystemet."

källor

• New Horizons, pluto.jhuapl.edu/Ultima/Ultima-Thule.php.
• "Nya horisonter utforskar framgångsrikt Ultima Thule - solsystemutforskning: NASA Science." NASA, NASA, 1 januari 2019, solarsystem.nasa.gov/news/807/new-horizons-succes-explores-ultima-thule/.
• Officiell, drottning. YouTube, YouTube, 31 december 2018, www.youtube.com/watch?v=j3Jm5POCAj8.
• Talbert, Tricia. "NASAs nya horisonter gör första upptäckten av Kuiper Belt." NASA, NASA, 28 augusti 2018, www.nasa.gov/feature/ultima-in-view-nasa-s-new-horizons-makes-first-detection-of -kuiper-belt-flyby-mål.