Čo leží v Ultima Thulovej ríši?


Súhvezenie Strelec, Lukostrelca, je bežným pohľadom na zimnom nebi, ľahko rozpoznateľný "asterizmom" čajovníka, ktorý tvorí jeho prednú polovicu. Pozrite sa smerom lukostrelec a zízate do stredu galaxie, pričom Mliečna dráha prispieva "parou" z čajovej kanvice.

S domácim teleskopom môžete vidieť hmlovinu Lagoon within Sagittarius alebo globulárny klastr ako Messier 54. Ak máte prístup k vesmírnemu teleskopu v hodnote miliárd dolárov, objavíte však oveľa menšie a slabšie veci.

To je presne to, čo sa stalo v roku 2014, kedy Hubbleov vesmírny teleskop skúmal oblasť a dúfal, že nájde nový cieľ pre misiu New Horizons, keď pozemné teleskopy nenašli nič. Vtedy bola misia NASA v Plutone stále neúplná, ale bolo jasné, že sonda by smerovala smerom k Strážcovi po stretnutí so vzdialenou planétou trpaslíkov a ak by sa na jeho ceste našiel ešte vzdialenejší objekt, mohol by mať na to a stretnúť sa s ním. S dostatkom oxidu plutonitého na palube na výrobu elektrickej energie sa očakáva, že sonda bude fungovať ešte dlhšie, dostatok času na preskúmanie vonkajšieho dosahu solárneho systému pri rýchlosti 58 000 km / h. [How to Watch New Horizons’ Ultima Thule Flyby]

Umelecké ilustrácie kozmickej lode NASA New Horizons lietajúcej sa predmetom Kuiper Belt Ultima Thule (2014 MU69) 1. januára 2019.

Umelecké ilustrácie kozmickej lode NASA New Horizons lietajúcej sa predmetom Kuiper Belt Ultima Thule (2014 MU69) 1. januára 2019.

Kredit: Adrian Mann / Všetko o priestore

Objekt Hubble objavený bol pomenovaný (486958) 2014 MU69. Číslo v zátvorkách je jeho malé číslo planéty – vieme viac ako pol milióna – zatiaľ čo rok 2014 je rokom objavovania. M je pre druhú polovicu júna a U69 naznačuje, že je to 1745. objekt objavený počas týchto dvoch týždňov. Moderné techniky a vesmírne teleskopy objavujú veľa objektov. 2014 MU69 rýchlo získal prezývku, Ultima Thule, v dôsledku verejného hlasovania. Thule, v gréckej a rímskej literatúre, bol najvzdialenejší sever, ktorý by ste mohli ísť, často spojené s Grónskom alebo Islandom. Neskoršie pridanie "Ultima", čo znamená "najvzdialenejšie", bolo použité na označenie miesta za hranicami sveta.

Existuje mnoho tisícok neznámych svetov, ktoré sa nachádzajú na hraniciach našej slnečnej sústavy mimo obežnej dráhy Neptúna, ale len veľmi málo z nich bolo na správnom mieste na návštevu New Horizons. Kolektívne známe ako trans-neptúnske objekty (TNO), sú slabo osvetlené a nesmierne rozptýlené, s odstupmi jednej astronomickej jednotky (AU) – vzdialenosti od Zeme k slnku – bežne medzi nimi. Najznámejší, Pluto, je najhmotnejší známy objekt v priestore medzi 30 a 55 AU od Slnka, známy ako Kuiperov pás.

V páse vieme niekoľko ďalších veľkých vecí – s dvoma z nich sú klasifikované ako planéty trpaslíkov ako Pluto – a je tu niečo ťažšie ako Pluto, trpasličí planéta Eris. Ale Eris je trikrát vzdialenejší od Slnka ako degradovaná deviata planéta a nie je klasifikovaný ako objekt Kuiper Belt (KBO) vďaka svojej extrémnej vzdialenosti – spadá do oblasti známej ako Rozptýlený disk. Mnohí vedci tiež veria, že na obežnej dráhe menších je dôkaz väčšieho tela, ale táto hypotetická planéta Nine ešte nebola zatiaľ videná.

Tu je prehľad solárneho systému pre kozmickej lode NASA New Horizons, prvej misie na návštevu Plutu a objektu Kuiper Belt Ultima Thule (2014 MU69).

Tu je prehľad solárneho systému pre kozmickej lode NASA New Horizons, prvej misie na návštevu Plutu a objektu Kuiper Belt Ultima Thule (2014 MU69).

Kredit: Všetko o priestore

Objekt všeobecne potrebuje priemer jedného tela najmenej 186 míľ (300 kilometrov), aby bol považovaný za planétu trpaslíka. Najznámejšie KBO sú oveľa menšie ako Pluto (šírka 1477 km), ale je to Lempo, binárny systém s najmenej jedným ďalším satelitom a celkovým priemerom okolo 400 kilometrov, to isté ako Saturnov mesiac Mimas Lempo je pomenovaný podľa boha lásky z fínskej mytológie a podobne ako veľa KBO sa javí extrémne červená, potom je Drac, vzdialený len 90 kilometrov a je pomenovaný po slávnom počte Brama Stokera. vysoký sklon a skutočnosť, že jeho orbita je retrográdna – opačným smerom ako väčšina ostatných objektov. [Dwarf Planets: Science & Facts About the Solar System’s Smaller Worlds]

Ultima Thule by mohol byť aj binárnym systémom, ale s priemerom len 30 km (30 km), alebo tak je to trochu ťažké odhaliť zo Zeme. Bol vybraný ako nový cieľ z dôvodu jeho polohy – na dosiahnutie tohto cieľa bolo potrebné menej paliva. Bol tiež zvážený jasnejší, a teda pravdepodobne aj väčší objekt, ale palivo potrebné na dosiahnutie tohto cieľa by zostalo v nádrži menej pre budúce manévrovanie.

Ale prečo sa obávate o niečo také malé a ďaleko? Študovanie takýchto KBO nám hovorí o tom, ako bola slnečná sústava dlho. "Pás je analogický s podkrovím solárneho systému," povedal vedúci výskumný pracovník spoločnosti New Horizons Alan Stern z Národného výskumného ústavu v Boulderi v Colorade.

"Je to prastarý región, veľmi vzdialený od Slnka, ktorý sa zachoval v hlbokom zmrazení," dodal Stern. "Je to ekvivalent archeologického výkopu do histórie a formácie planét, takže vedecky je to zlatá baňa a tým, že sa tam dostaneme pomocou kozmickej lode a budeme pozorne sledovať KBO, ako budeme robiť s Ultima, dúfame, že dozvedieť sa veľa o tom, ako sa uskutočnili fázy vývoja planét. "

A to nie je všetko, pretože interakcie malých objektov vonku nám môžu veľmi povedať o pohyboch veľkých objektov. Naozaj veľké. "Čo vieme o trans-Neptúnskom regióne, je to, že zbytky zvyškov objektov, ktoré to neurobili ako planéty," povedal Michele Bannister, postdoctorálny výskumník na Queen's University Belfast, ktorý pomáha objavovať malé planéty ako súčasť z prieskumu pôvodu vonkajšej slnečnej sústavy.

"Tieto malé skalnaté a ľadové svety sa vytvorili na počiatočnom disku materiálov okolo Slnka, ktoré nikdy nevyrastali na to, aby boli vlastnými planétami," povedal Bannister. "Odvtedy boli vyrezávané zmenami v orbitálnych pozíciách obrovských planét, obzvlášť Neptún."

Myšlienka, že sa planéty pohybujú skôr než len pokojne obiehať okolo Slnka, sa dá ťažko spracovať vzhľadom na obrovskú veľkosť a hmotnosť vonkajších planét, ale podľa Niceho modelu tvorby slnečných sústav – pomenovaný podľa miesta vo Francúzsku, a to nielen preto, že je to príjemné – ako slnečná sústava, ktorá sa zhromaždila z protoplanetárneho disku, všetko sa tvorilo oveľa bližšie k slnku. Vonkajší okraj Kuiperovho pása bol raz 30 AU od slnka namiesto 55 a Urán bol vonkajšou planétou namiesto Neptúna. Existuje dokonca hypotéza, že by sa mohla vyskytnúť piatá obrie planéta vysunutá zo slnečnej sústavy po stretnutí s Jupiterom.

Gravitačné interakcie medzi štyrmi obrami, o ktorých vieme, viedli k tomu, že Neptún sa pohyboval smerom von okolo obežnej dráhy Uránu a vyrábal Kuiperov pás, ktorý dnes vidíme. "V súčasnosti tu vidíme materiály z tohto úvodného disku," povedal Bannister. "Niektoré z nich sú známe, ako napríklad vodný ľad a skaly, ale niektoré z nich sú neznáme, ako čistiace prostriedky na kuchyňu, ktoré máte pod drezom, v pevnej forme."

A hoci sa to nazýva pás, neviete si predstaviť, že je úplne plochý. "Veľa predmetov sa s nimi nikdy nestalo, sú na okrúhlych, plochých obežných dráhach, ale veľa z nich má energiu vloženú do nich," povedal Bannister. "Môžu byť oveľa excentrické, ich orbity sú dlhé, tenké elipsy a sú naklonené v porovnaní s rovinou slnečnej sústavy, niektoré sú v orbitálnom balete s Neptúnom nazývaným strednou pohybovou rezonanciou, kde Neptún prechádza okolo Slnka trikrát za dva krát raz jeden z týchto objektov ide okolo – to je rezonancia Pluto je dovnútra. Veľa objektov sú na miestach, kde môžu urobiť, a že rezonančné objekty existujú vôbec, keď medzery medzi sú bez objektov, je podpisom, že Neptún migroval von do rannej slnečnej sústavy. "

Ultima Thule je jeden z menej excentrických objektov a nie je v rezonancii s Neptúnom. Známy ako "klasický" KBO, je tiež súčasťou "studenej" populácie, čo znamená, že nikdy nedostala žiadnu energiu z kolízií alebo gravitačných interakcií. Práve tam sedel a robil pomerne málo, odkedy sa vytvorila slnečná sústava. Veľa z toho, o čom vieme, pochádza z pozorovaní Hubbleu alebo z okultácií, kde objekt prechádza pred hviezdou pozadia. Zmiernenie hviezdneho jasu nám hovorí o tom, čo to blokuje, a tri okultácie Ultima Thulla v roku 2017 skúmala špeciálna skupina astronómov tvorená tímom New Horizons. Táto štúdia o okultáciách je ten istý proces, ktorý sa často používa na pozorovanie exoplanétov okolo vzdialených hviezd, ale aj s týmito údajmi Ultima Thule ostáva záhadou. [7 Ways to Discover Alien Planets]

"Nevieme, či sú to dva objekty, alebo ak je to binárne, ale vieme, že jeho tvar nie je okrúhly," povedal Bannister. "Binárne systémy sú veľmi populárne v populácii, ku ktorej tento malý svet patrí a to priamo súvisí s tým, ako sa vytvorili. Slnečná sústava začína byť z prachu a plynu a to začína tvoriť malé predmety a musia sa dostať asi o meter priemer a zrazu sú to plné-on asteroidy, ktoré môžu začať accreting materiál veľa, oveľa rýchlejšie.Tento celý proces je niečo, čo ľudia veľmi aktívne pracujú na pochopenie, ale binárne objekty môžu znamenať, že keď si pôvodne robiť málo svetov, robíte ich binárne, a tak nám hovorí veľa o tom, čo fyziku dáme do simulácií toho, ako sa vytvárajú planéty. "

Časový rozvrh sondy NASA New Horizons na ceste k 1. januáru 2019 preletom Ultima Thule po návšteve Plutu v roku 2015.

Časový rozvrh sondy NASA New Horizons na ceste k 1. januáru 2019 preletom Ultima Thule po návšteve Plutu v roku 2015.

Kredit: Všetko o priestore

Čokoľvek je to ako Thule, New Horizons je dobre vybavený, aby nám o tom všetkom povedal, ako to ukázali prekvapujúce obrazy červeno-bielych plání a hôr na Plute. "Máme veľmi silný súbor sedem vedeckých nástrojov," povedal Stern. "Budú mapovať povrchovú kompozíciu, vyhľadávať atmosféru, vyhľadávať satelity, vyhľadávať krúžky a robiť iné druhy štúdií a dúfam, že sme vytvorili úplný obraz toho, čo je to typický objekt Kuiper Belt, pretože nie len to je prvýkrát, čo sa takto objavil takýto objekt, ale nikto si neplánuje ďalšiu misiu na Kuiperovom páse, takže si myslím, že tento súbor údajov je niečo, čo bude vedecké hodnotné už desaťročia. "

Ako dlho môžu New Horizons pokračovať v odosielaní takýchto pozoruhodných údajov, je obmedzená dodávkou energie a paliva na kozmickú loď, ako aj dostupnosť vhodných cieľov v jej ceste. Keď cestujete rýchlosťou 58 000 km, zmena smeru nie je jednoduchá.

Stern sa však nezaujíma o budúcnosť. "Máme veľmi zdravú vesmírnu loď," povedal. "Máme palivo a energiu v našej jadrovej batérii, aby sme ju mohli prevádzkovať najmenej 15 rokov, možno 20 rokov." Ak NASA naďalej financuje, ak NASA usúdi, že je to vedecky užitočné, táto kozmická loď bude prevádzkovaná do polovice 20. rokov 20. storočia alebo neskôr, podobne ako Voyageři, ktorí dokončili svoje skúmanie planét v 80-tych rokoch, ale stále uvádzajú užitočné vedecké údaje 40 rokov po uvedení na trh. "

Tento článok poskytol sesterská publikácia Space.com, časopis časopisu venovaný astronómii, prieskumu vesmíru a nočnej oblohe. Zaregistrujte sa do bulletinu Všetko o priestore pre novinky a detaily odberu! Nasleduj nás @Spacedotcom alebo Facebook. Táto verzia príbehu publikovaná na Space.com.