NASA: s New Horizons rymdskepp flög av det avlägsna Kuiper Belt-objektet Ultima Thule (2014 MU69) den 1 januari 2019.
(Bild: © NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute / National Optical Astronomy Observatory)
En överraskande mild sammanslagning mellan två små urskroppar bildade det avlägsna objektet Ultima Thule, föreslår en ny studie.
Dessa två föräldrar själva sammanslöts troligen från samma moln med isigt material vid solsystemets gryningmiljarder mil från den nyfödda solen. De kretsade inledningsvis ett gemensamt masscentrum men spiralade sig närmare och närmare och mötte så småningom på ett avslappnat sätt.
"Dessa killar ser ut som om de kom samman i bokstavligen rymdskeppsdockning hastighet", säger studieförfattaren Alan Stern, från Southwest Research Institute i Boulder, Colorado. "Detta är verkligen informativt om ursprunget till planetesimaler där ute."
Stern är huvudutredare för NASA: s New Horizons-uppdrag, som flög av Ultima Thule den 1 januari i år. Den nya studien, som publicerades online idag (16 maj) i tidskriften Vetenskap, beskriver den ursprungliga vetenskapliga återkomsten från det flyby, det mest avlägsna planetmötet i rymdflygns historia.
Avlägset mål nummer 2
Nya horisonter lanserades i januari 2006 för att få den första någonsin närmare blicken på Pluto, som i stort sett varit mystisk sedan dess upptäckt från 1930. Rymdskeppet kontrollerade detta huvuduppdragsmål i juli 2015, och zooma inom 12 500 mil (12 500 kilometer) från dvärgplaneten och fångade fantastiska bilder av dess fantastiskt komplexa och mångsidiga yta.
New Horizons-teamet riktade sig sedan till Ultima Thule (officiellt namn: 2014 MU69), ett litet objekt som för närvarande ligger ungefär 4 miljarder miles (6,5 miljarder km) från jorden - 1 miljarder mil (1,6 miljarder km) mer avlägset än Pluto.
Jan 1 flyby, mittpunkten i New Horizons utvidgade uppdrag, var en ännu mer utmanande rymdflygning än den Pluto möte.
Ultima Thule är mycket mindre än dvärgplanet, som sträcker sig bara 35 mil i sin längsta dimension. Och New Horizons gav Ultima Thule en mycket närmare rakning än Pluto, och kryssade bara 2 200 mil (3 540 km) ovanför det lilla föremålets yta. Sonden barrlade längs med 32 280 km / h (51 950 km / h) relativt dess mål vid den tiden.
Hittills har New Horizons strålat hem bara 25% av sina flyby-uppgifter, som alla borde vara till hands i mitten av 2020. Den nya studien är baserad på bara 10% av den förväntade totala resan - det tillgängliga beloppet när forskarna lade fram papperet i slutet av februari, sade Stern. Men även denna begränsade första titt på New Horizons bilder och mätningar har gett några mycket spännande resultat, som det nya dokumentet visar.
En platt, rödaktig snögubbe
New Horizons fann att 2014 MU69 är en "binär kontakt" som består av två lober, som teamet kallade Ultima (den större) och Thule. Objektet därför ser ut som en snögubbe - en krossad och blodig, i alla fall.
Ultima Thule är det rödaste objektet som någonsin har utforskats av ett rymdskepp, med undantag för Mars, Sa Stern. Röda planeten är tack vare järnoxider (rost) men något annat pågår med 2014 MU69. New Horizons-teamet tror att färgen kommer från komplexa organiska molekyler som kallas toliner, eller något liknande dem.
Detta skulle inte vara onordnat; toliner tros vara ansvariga för de rödaktiga skår som New Horizons upptäckte på Pluto och dess största måne, Charon.
Och så finns det den krossade biten: Ultima Thule, särskilt Ultima-loben, är särskilt utplattad - "något som verkligen ingen förväntade eller förutspådde med modeller och skickade teoretikerna tillbaka till tavlan," sa Stern till Space.com.
Teamet är inte säker på hur Ultima Thule fick sin pannkakaska form. Det är möjligt att snabb rotation spelade en roll, sade Stern. (Objektet slutför för närvarande en snurr varje 15,9 timme, men de två beståndsdelarna kan ha roterat mycket snabbare i sin ungdom före sammanslagningen.)
"Eller kanske var det mycket aerodynamisk erosion," sade Stern och åberopade möjligheten att gas och korn av material som inte införlivades i Ultima eller Thule kunde ha skurit ner dem.
Många andra mysterier kvarstår också. Till exempel sportar Ultima ett antal anliggande högar med liknande storlek, som kan vara konturerna för de mindre bitarna som byggde upp loben. Inga sådana högar är emellertid synliga på Thule.
Det kan bero på att de två loberna bildades på något olika sätt. Men Thule har en 4,3 mil bred (7 km) krater som heter Maryland. Så det är möjligt att loben hade högar också, men dessa funktioner begravdes när påverkan från Maryland-guldningen återuppstod Thule, sade Stern. (New Horizons spionerade inga stora kratrar på Ultima-loben.)
Dessutom har båda lobberna många små gropar, vars ursprung förblir obestämd. Och flera formationsprocesser är troligt inblandade, säger studieteammedlemmarna.
"Vår bedömning är att kedjorna av gropar av liknande storlek är mer benägna att bildas av interna processer än genom krater, men de isolerade groparna som visar ungefär cirkulära planformar, skålformade inre fördjupningar, och i vissa fall upphöjda fälgar, är mer överensstämmande med inverkan av kratermorfologi, "skrev forskarna i den nya studien.
Teamet New Horizons har ännu inte upptäckt några satelliter eller ringar som kretsar kring Ultima Thule, och objektet har inte visat några tecken på en atmosfär eller någon kometliknande utgasning. Men forskarna kommer att fortsätta titta när allt fler data kommer ner på jorden.
Ett primordialt föremål
Ultima Thules två-lobade form tyder starkt på att objektet är primordialt och går hela vägen tillbaka till solsystemets födelse.
Effekthastigheter 2014 MU69s kvarter - de kalla, mörka djupet utanför Neptun, känd som Kuiper Belt - är för närvarande cirka 670 mph (1.080 km / h). Ett modernt möte av två föremål där ute skulle alltså vara för våldsamt för att producera den Ultima Thule vi ser idag; Stern och hans kollegor skulle ha förstörts eller missformats, fann Stern och hans kollegor.
Faktum är att modelleringsarbetet som teamet presenterade på en konferens förra månaden antyder att kollisionen troligen inträffade vid cirka 5,5 km / h (8,9 km / h) - långsammare än de flesta joggarar går. En sådan "mild dynamisk miljö" fanns för länge sedan, strax efter att solen hade bildats.
Andra bevislinjer stärker uppfattningen att Ultima Thule är ett gammalt och relativt oförändrat objekt. Till exempel är dess två flikar lika i både ljusstyrka och färg, vilket tyder på att de bildades av samma virvlande moln av gas och damm för länge sedan.
"Detta är den första tveklöst primordiala binära kontakten som vi har sett på nära håll med ett rymdskepp", sa Stern.
Mer arbete att göra
Nya Horizons-teammedlemmar kan sluta spricka fler Ultima Thule-mysterier en dag; de flesta flybydata har trots allt inte kommit ner till jorden.
Och även när denna information har analyserats kan det bli ännu mer arbete att göra. Rymdskeppet är friskt och har tillräckligt med bränsle kvar flyga med ännu ett djup-rymdobjekt, Sa Stern.
NASA skulle behöva bevilja ytterligare en uppdragsförlängning för att detta ska kunna ske, och New Horizons-teamet kan inte ansöka om en sådan förlängning förrän nästa år, sade Stern. Men forskarna planerar definitivt att göra det.
"Vi kom hela vägen hit till Kuiper Belt, och vi kommer att försöka pressa alla sista saker vi kan [ur detta uppdrag]," sade Stern.
Fler rymdfarkoster kommer att utforska det yttre solsystemet i framtiden, "men de kommer inte att vara här när som helst snart", sa Stern. "Vi är här och vi ska mjölka det."
- New Horizons historiska flyby från Ultima Thule: full täckning
- Destination Pluto: NASA: s nya horisontuppdrag i bilder
- Nya horisonter kan göra ännu en flyby efter Ultima Thule
Mike Walls bok om sökandet efter främmande liv, "Där ute"(Grand Central Publishing, 2018; illustrerad av Karl Tate), är ute nu. Följ honom på Twitter @michaeldwall. Följ oss på Twitter @Spacedotcom eller Facebook.
