Et blidt kys: Hvordan Kuiper Belt Object Ultima Thule blev født



En overraskende blid fusion mellem to små primordiale kroppe dannede det fjerne objekt Ultima Thule, tyder en ny undersøgelse på.

Disse to forfædre selv sandsynligvis sammenblandet fra den samme sky af isigt materiale på solopgang i solsystemet, milliarder kilometer fra den nyfødte sol. De cirkulerede oprindeligt et fælles centrum af massen, men spirede tættere og tættere og til sidst mødte sig på en bestemt afslappet måde.

"Disse fyre ser ud som om de kom sammen på bogstavelig talt rumfartøjsdockingshastighed", siger studielederen forfatter Alan Stern, fra Southwest Research Institute i Boulder, Colorado. "Dette er virkelig informativt om oprindelsen af planetesimaler der ude."

Stern er hovedforsker af NASAs New Horizons mission, som fløj af Ultima Thule den 1. januar i år. Den nye undersøgelse, som blev offentliggjort online i dag (16. maj) i tidsskriftet Videnskab, beskriver de oprindelige videnskabelige afkast fra den flyby, det mest fjerntliggende planetariske møde i rumfartsflyvningens historie.

Relaterede: New Horizons 'Ultima Thule Flyby i billeder

Fjernt mål nummer 2

Nye horisonter lanceret i januar 2006 for at få det første opfattelse af Pluto, som i stort omfang var mystisk siden dets opdagelse i 1930. Rumfartøjet afkrydsede dette hovedmissionmål i juli 2015 og zoomede inden for 7.800 miles (12.500 kilometer) af dværgplaneten og fik fantastiske billeder af sin imponerende komplekse og mangfoldige overflade.

The New Horizons-teamet vendte sig derefter til Ultima Thule (officielle navn: 2014 MU69), en lille genstand, der for øjeblikket ligger omkring 4 milliarder mil (6,5 milliarder km) fra jorden – 1 milliarder mil (1,6 milliarder km) mere fjern end Pluto.

Den 1. januar flyby, midtpunktet for New Horizons udvidede mission, var en endnu mere udfordrende rumflyvning end den Pluto møder.

Ultima Thule er meget mindre end dværg planet, der spænder over kun 35 km i dens længste dimension. Og New Horizons gav Ultima Thule en meget tættere barbering end det gjorde Pluto, cruising kun 2 200 miles (3.540 km) over det lille objekts frie overflade. Sonden spærrede sammen med 32.280 km / t i forhold til dets mål på det tidspunkt.

Hidtil har New Horizons strålet hjem kun 25% af sine flyby-data, som alle burde være i hånd inden midten af ​​2020. Den nye undersøgelse er baseret på kun 10% af det forventede samlede haul – det disponible beløb, da forskerne forelagde 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.

Relaterede: Destination Pluto: NASAs nye horisontermission i billeder

En flad, rødlig snemand

New Horizons fandt ud af, at 2014 MU69 er en "kontakt binær" sammensat af to lober, som laget kaldte Ultima (den større) og Thule. Objektet derfor ligner en snemand – En knust og blodig, alligevel.

Ultima Thule er den rødeste genstand nogensinde udforsket af et rumfartøj med undtagelse af Mars, Sagde Stern. Den røde planet skylder sin nuance til jernoxider (rust), men der sker endnu noget med 2014 MU69. The New Horizons team mener, at farven kommer fra komplekse organiske molekyler kendt som tholiner eller noget som dem.

Dette ville ikke være uhørt; tholiner antages at være ansvarlige for de rødlige skår, at New Horizons spotted på Pluto og dens største måne, Charon.

Og så er der den knuste bit: Ultima Thule, især Ultima Lobe, er især fladt – "noget, som virkelig ingen forventede eller forudsagde med modeller, og sendte teoretikerne tilbage til tegnebrættet," fortalte Stern Space.com.

Holdet er ikke sikker på, hvordan Ultima Thule fik sin pandekage-esque form. Det er muligt, at hurtig rotation spillede en rolle, sagde Stern. (Objektet fuldender i øjeblikket et spin hver 15,9 timer, men de to bestanddeler kan have roteret meget hurtigere i deres ungdom før fusionen.)

"Eller måske var der meget aerodynamisk erosion," sagde Stern og påberåbte muligheden for, at gas og korn af materiale, der ikke blev indarbejdet i Ultima eller Thule, kunne have slået dem ned.

Mange andre mysterier forbliver også. For eksempel, Ultima sports en række lignende store støder op, som kan være konturerne af de mindre stykker, der opbyggede kloden. Der er dog ingen sådanne højder på Thule.

Det kan skyldes, at de to lober er dannet på lidt forskellige måder. Men Thule har et 4.3 km bredt (7 km) krater kaldet Maryland. Så det er muligt, at loben også havde højder, men disse træk blev begravet, da Maryland-gouging-effekten genoplivede Thule, sagde Stern. (Nye horisonter spionerede ikke nogen store kratere på Ultima lobe.)

Derudover har begge lobes mange små pits, hvis oprindelse forbliver ubestemt. Og flere formationsprocesser er sandsynligvis involveret, sagde studieholdets medlemmer.

"Vores vurdering er, at kæder af tilsvarende størrelse pits er mere tilbøjelige til at blive dannet af interne processer end ved cratering, men de isolerede pits, der viser ca. cirkulære planform skitser, skålformede indvendige nedtrykninger og i nogle tilfælde hævede fælge, er mere i overensstemmelse med slagkratermorfologi, "forskerne skrev i den nye undersøgelse.

Teamet New Horizons har endnu ikke set nogen satellitter eller ringe omkreds Ultima Thule, og objektet har ikke vist tegn på en atmosfære eller nogen kometlignende udgasning. Men forskerne vil fortsætte med at se mere og flere data kommer ned til Jorden.

En primordial objekt

Ultima Thules to-lobede form tyder stærkt på, at genstanden er primordial, helt tilbage til solsystemets fødsel.

Effekthastigheder i 2014 MU69s kvarter – de kolde, mørke dybder ud over Neptun kendt som Kuiperbæltet – ligger for tiden omkring 670 mph (1.080 km / t). En moderne samling af to genstande derude ville således være for voldelig til at producere Ultima Thule vi ser i dag; dens to løber ville have været ødelagt eller uforskammet, fandt Stern og hans kolleger.

Faktisk modellering arbejde teamet præsenteret på en konference i sidste måned tyder på den kollision sandsynligvis opstod på omkring 5,5 km / h – langsommere end de fleste joggere går. Et sådant "blidt dynamisk miljø" var til stede længe siden, kort efter solen havde dannet sig.

Andre beviser fremhæver forestillingen om, at Ultima Thule er en gammel og forholdsvis uændret genstand. For eksempel er dens to lobes ens i både lysstyrke og farve, hvilket tyder på, at de dannede sig fra samme svirvende gas- og støvsky for længe siden.

"Dette er den første utvivlsomt primordiale kontakt binære, som vi har set tæt på med et rumfartøj," sagde Stern.

Relaterede: The Kuiper Bælte: Objekter ved kanten af ​​solsystemet

Mere arbejde at gøre

New Horizons holdmedlemmer kan ende med at revne flere Ultima Thule mysterier en dag; de fleste af flyby-data er stadig ikke kommet ned til jorden.

Og selv når disse oplysninger er blevet analyseret, er der måske endnu mere arbejde at gøre. Rumfartøjet er sundt og har nok brændstof tilbage til flyve af endnu en dyb-rum objekt, Sagde Stern.

NASA ville skulle give endnu en mission forlængelse for at dette skulle ske, og New Horizons teamet kan ikke ansøge om en sådan forlængelse til næste år, sagde Stern. Men forskerne planlægger bestemt at gøre det.

"Vi kom helt ud her til Kuiper Bæltet, og vi vil forsøge at presse alle de sidste ting, vi kan [out of this mission], "Sagde stern.

Flere rumfartøjer vil udforske det ydre solsystem i fremtiden, "men de kommer ikke til at være her når som helst snart," sagde Stern. "Vi er her, og vi skal melke det."

Mike Walls bog om søgen efter fremmede 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.