Cea mai îndepărtată explorare planetară din istorie a necesitat o cantitate semnificativă de planificare și pregătire atentă, precum și un pic de noroc.
„Am început să ne panicăm când am intrat în 2013, în special la sfârșitul anului 2013”, spune Hal Weaver, om de știință al proiectului în misiunea New Horizons în Pluton și nu numai. „Ne-am dat seama, 'Oh, draga mea, nu am descoperit încă următoarea țintă pentru Noile Orizonturi'".
În iunie 2014, telescopul spațial Hubble a venit la salvare, văzând un mic stâlp de lumină care se deplasa încet pe cer în regiunea navei spațiale New Horizons. Misiunea, cu un obiectiv principal de explorare și caracterizare a lui Pluto, a prezentat o ocazie unică de a căuta un alt obiect planetar din „regiunea a treia” îndepărtată a sistemului solar, Centura Kuiper. Lansat în ianuarie 2006, New Horizons nu a făcut cea mai apropiată abordare a lui Pluto decât mai mult de nouă ani mai târziu, în iulie 2015. Dacă echipa nu ar putea găsi o nouă țintă pentru nava spațială, probabil că ar fi trecut câteva decenii înainte ca o altă navă spațială să poată să fie omologat, construit și arborat la nivelul exterior al sistemului solar.
„Va dura atât de mult până nu va fi o altă misiune, simțim o anumită responsabilitate să ne asigurăm că am privit sub fiecare stâncă”, spune Weaver.
Acum, obiectul țintă, cunoscut prin desemnarea sa de la Minor Planet Center, MU69 2014, a fost dezvăluit pentru prima dată. Corpul planetar îndepărtat este un binar de contact bi-lobat, ceea ce înseamnă că anterior au fost două obiecte care s-au format separat și apoi s-au ciocnit foarte ușor între ele și s-au contopit. Lobul mai mare este de aproximativ trei ori mai mare decât cel mai mic, iar 2014 MU69 are o nuanță roșiatică, gândită a fi rezultatul radiațiilor din sistemul solar exterior. Din imaginile timpurii, echipa consideră că obiectul poate fi acoperit în caracteristici precum dealuri, creste și platouri. 2014 MU69 se rotește o dată la fiecare 15 ore și pare să conțină zice exotice precum azot sau metan, lucru pe care oamenii de știință vor căuta să-l confirme pe măsură ce mai multe date despre compoziția MU69 2014 ajung pe Pământ.
Prima imagine color a Ultima Thule, realizată la o distanță de 85.000 de mile (137.000 de kilometri) la ora 4:08 Universal Time la 1 ianuarie 2019, evidențiază suprafața sa roșiatică. În stânga este o imagine color îmbunătățită, realizată de Camera de imagistică vizibilă multispectrală (MVIC), produsă prin combinarea canalelor infraroșii, roșii și albastre aproape. Imaginea centrală realizată de imaginea de recunoaștere pe distanță lungă (LORRI) are o rezoluție spațială mai mare decât MVIC cu aproximativ un factor de cinci. În dreapta, culoarea a fost suprapusă pe imaginea LORRI pentru a arăta uniformitatea culorii lobilor Ultima și Thule. (NASA / Johns Hopkins University Laborator de fizică aplicată / Southwest Research Institute) Alan Stern, investigatorul principal al misiunii New Horizons și câștigătorul premiului Smithsonian Ingenuity Award, a declarat în cadrul unei conferințe de presă la Laboratorul de fizică aplicată al Universității Johns Hopkins că întâlnirea cu MU69 din 2014 a fost „un succes tehnic dincolo de orice s-a încercat vreodată în timpul spațiului”.
„Este doar dimensiunea a ceva de genul Washington, DC”, spune Stern despre MU69 din 2014, care este de aproximativ 21 de mile pe cea mai lungă parte a sa. „Și este la fel de reflectorizant ca și murdăria de grădină și este luminat de un soare de 1.900 ori mai slab decât este afară într-o zi însorită aici, pe Pământ. Deci, îl urmărim, practic, pe întuneric, la 32.000 de mile pe oră. ”
2014 MU69 a fost poreclit Ultima Thule de echipa New Horizons, o expresie latină folosită de romani pentru a descrie regiuni neexplorate din nord și, mai general, o regiune care se află dincolo de lumea cunoscută. Fraza a fost folosită de Virgil în poezia Georgics, iar termenul „Thule” are o lungă istorie literară, apărând în lucrări precum poemul lui James Thompson „Toamna”, care este citat în primul capitol din romanul lui Jane Eyre al lui Charlotte Bronte. Versiuni ale „Ultima Thule” apar și în poemul „Țara Viselor” de Edgar Allan Poe și în operele lui Vladimir Nabokov.
Cu toate acestea, expresia și porecla pentru MU69 din 2014 au atras critici pentru că „Ultima Thule” a fost, de asemenea, o regiune mitică din timpurile naziste, folosită de societatea ocultistă germană Thule pentru a descrie un teren pierdut care a fost locul de naștere al „rasei ariene”. „Ultima Thule” este o poreclă neoficială pentru MU69 2014, iar acum după ce obiectul a fost explorat și caracterizat, Uniunea Astronomică Internațională poate începe procesul de a da obiectului un nume oficial.
„Termenul Ultima Thule, care este foarte vechi, de multe secole, posibil peste 1000 de ani, este un minunat minunat pentru explorare, și de aceea l-am ales”, a spus Stern în conferința de presă atunci când a fost întrebat despre porecla. „Și aș spune asta doar pentru că unora rău le-a plăcut odată acel termen, nu vom lăsa să-i deturnăm.”
În timp ce zboara Pluto a dezvăluit o lume remarcabilă a geologiei active, cu ghețari curgători de zmei exotice precum monoxid de carbon și metan și munți falnici de gheață de apă, 2014 MU69 este de așteptat să ofere o fereastră în istoria și evoluția sistemului solar în sine . 2014 MU69 este ceea ce este cunoscut drept un obiect clasic al centurii Kuiper, care sunt corpuri glaciare și stâncoase dincolo de orbita Neptunului care au orbite relativ circulare, ceea ce înseamnă că, spre deosebire de Pluto, ele nu traversează niciodată orbita lui Neptun. La această distanță mare, între aproximativ 40 și 50 de unități astronomice sau aproximativ 3, 5 până la 4, 5 miliarde de mile de soare, obiectele clasice ale centurii Kuiper constituie o populație incredibil de primitivă, practic neschimbată încă din zorii sistemului solar.
„Din cauza orbitei actuale a lui [2014 MU69], credem că este în această poziție de 4, 6 miliarde de ani, caz în care a fost păstrat într-o înghețare profundă încă de la momentul formării sale”, spune Weaver.
Faptul că obiectul este un binar de contact permite oamenilor de știință să studieze în continuare modul în care agregatele materiale în obiecte precum MU69 2014 și continuă să crească și să formeze planete complete. „Este de fapt plăcut să vezi aceste binare de contact aproape perfect formate în habitatul lor natal”, spune Jeff Moore, directorul echipei de geologie și geofizică pentru New Horizons. „Oamenii au speculat timp îndelungat procesele ... [despre] modul în care primele grupuri primordiale se reunesc pentru a forma ceea ce se numește planetesimale, care sunt lucrurile care, la rândul lor, fac planete. Dar să vezi lucrurile care sunt în concordanță cu explicațiile pe care le avem și teoriile pe care le-am avut despre modul în care se formează aceste lucruri este extrem de îmbucurător. ”
O ilustrare a procesului de formare a unui obiect binar de contact. (NASA / JHUAPL / SwRI / James Tuttle Keane) La mai mult de 4 miliarde de mile de soare, 2014 MU69 servește ca o parte a rămășiței din materialul original din care a format sistemul solar. Stern a numit 2014 MU69, „probabil cea mai bună capsulă de timp pe care am avut-o vreodată pentru înțelegerea sistemului nostru solar.”
Până în anii ’90 nu se știa că regiunea dincolo de Neptun nu este goală, ci mai degrabă plină de sute de mii de obiecte dintr-o zonă distinctă a sistemului solar, numită acum Centura Kuiper, numită după astronomul olandez-american Gerard Kuiper, care a prezis existența regiunii cu zeci de ani mai devreme. Descoperirea lui Eris în 2003, o planetă pitică din Centura Kuiper, la aceeași dimensiune cu Pluto, a dezvăluit în continuare semnificația acestei a treia regiuni și influența sa asupra formării și evoluției a tot ceea ce orbitează soarele.
Deși poate fi ușor să ne gândim la planetele din sistemul solar care se formează pe orbitele în care se află astăzi, astronomi știu acum că nu a fost așa. Planetele uriașe au migrat spre interior și înapoi spre exterior, pe măsură ce sistemul solar a luat formă, afectând orbitele tuturor celorlalte și chiar expulzând în totalitate unele obiecte din sistemul solar.
„În primele zeci de milioane de ani din istoria sistemului solar, Jupiter și Saturn intră în acest dans ciudat care a provocat mult haos pe orbitele tuturor planetelor uriașe”, spune Weaver. „Jupiter s-ar fi putut apropia aproape de orbita lui Marte și apoi s-a întors din nou. Credem că Neptun și Uranus au plimbat de fapt locuri. ... Și asta a agitat vasul în sistemul solar, sfârșind în cele din urmă cu ceea ce avem astăzi. "
În timp ce vasul se agita, astronomii cred că unele obiecte din Centura Kuiper precum MU69 din 2014 au fost aruncate spre interior pe traiectorii eliptice care trec aproape de soare înainte de a zbura spre tărâmuri îndepărtate. Astăzi numim aceste obiecte comete, iar când unul se apropie de soare, icrele din apropierea suprafeței sunt încălzite și sublimate în gaz, formând o „comă” sau o bilă de gaz care înconjoară miezul stâncos al cometei, numit nucleu.
„Oricând vedem comete trebuie să ne amintim că sunt post-toasties”, spune Moore. „Au fost prăjiți, prăjiți și prăjiți de soare și sunt exemple rău deteriorate ale fostelor obiecte ale centurii Kuiper. Și astfel, să putem ieși și să vedem un obiect curat Belt Kuiper Belt ne spune acum că într-adevăr binarele de contact se formează într-adevăr, și poate că atunci când vedem comete, vedem versiuni mai mici ale binarelor de contact foarte deteriorate. "
În acest moment, doar aproximativ un procent din datele stocate pe Noile Orizonturi au fost primite de către echipa de știință pe teren. Nava spațială va transmite date pe Pământ pentru următoarele 20 de luni, dezvăluind mai multe despre topografia și compoziția MU69 din 2014. Între timp, New Horizons își va continua zborul spre marginea sistemului solar la aproximativ 30.000 mph - dar zilele sale de explorare nu s-au încheiat încă.
„Nava spațială este în stare de sănătate maximă”, spune Stern, adăugând că New Horizons are suficientă putere în generatorul său termoelectric radioizotop (RTG) să funcționeze încă 15 până la 20 de ani. Ambarcațiunea poate continua operațiunile științifice până la aproximativ 2, 5 ori distanța sa actuală față de soare și are suficient combustibil pentru a-și elibera propulsoarele pentru a schimba cursul spre alt obiect. (Echipa New Horizons a trebuit să efectueze mai multe corecții de traiectorie care să conducă până la flyby cu MU69 2014.) Pe măsură ce continuă să zboare spre marginea sistemului solar, New Horizons va fi cu ochii pe corpurile planetare suplimentare pentru a studia, fie prin observându-le prin camerele sale telescopice sau, dacă avem noroc, zburând lângă un alt obiect.
„Cheia științei pe care o facem este dacă studiem obiectele de la distanță cu telescoapele noastre sau dacă știința din Centura Kuiper va include, de asemenea, încă un flyby”, spune Stern. - Și nu vă pot da răspunsul astăzi, pentru că nu știm.
Deocamdată, echipa așteaptă cu nerăbdare să primească datele rămase despre nava spațială pentru a afla mai multe despre MU69 2014, cea mai îndepărtată și antică lume explorată vreodată.
