År 2015, Nya horisonter uppdrag blev det första robotfartyg som genomförde en flyby av Pluto. På så sätt lyckades sonden fånga fantastiska foton och värdefull information om vad som en gång ansågs vara solsystemets nionde planet (och för vissa, fortfarande är) och dess månar. Många senare håller forskare fortfarande över data för att se vad de kan lära sig mer om Pluto-Charon-systemet.
Till exempel gjorde missionsvetenskapsteamet vid Southwest Research Institute (SwRI) nyligen en intressant upptäckt om Pluto och Charon. Baserat på bilder som förvärvats av Nya horisonter rymdskepp av några små kratrar på deras ytor, teamet bekräftade indirekt något om Kuiper Belt kan ha allvarliga konsekvenser för våra modeller av solsystembildning.
Studien som beskriver deras resultat, som nyligen dök upp i tidskriften Vetenskap, leddes av Kelsi Singer - medutredaren för Nya horisonter uppdrag från SwRI. Hon förenades av forskare från NASA: s Ames Research Center, Lunar and Planetary Institute (LPI), Lowell Observatory, SETI-institutets Carl Sagan Center och flera universitet.
För att sammanfatta är Kuiper Belt ett stort bälte av iskalla kroppar och planetoider som kretsar kring solsystemet utanför Neptunus och sträcker sig från ett avstånd från 30 AU till cirka 50 AU. I likhet med huvudsteroidebältet innehåller den många små kroppar, som alla är rester från solsystemets bildning. Huvudskillnaden är att Kuiper Belt är mycket större och är 20 gånger så bred och upp till 200 gånger så massiv.
Efter att ha konsulterat data från rymdskeppets Long Range Reconnaissance Imager (LORRI), Nya horisonter team fann att det fanns färre kratrar på ytorna till Pluto och Charon än väntat. Denna upptäckt innebär att det finns mycket få föremål i det transneptuniska området som mäter mellan 91 m (300 fot) till 1,6 km (1 mil) i diameter. Som Dr. Singer förklarade i ett JHUAPL-pressmeddelande nyligen:
”Dessa mindre Kuiper Belt-objekt är mycket för små för att verkligen se med några teleskop på så stort avstånd. Nya horisonter som flyger direkt genom Kuiper Belt och samlar in data där var nyckeln till att lära sig om både stora och små kroppar i bältet. ”
För att uttrycka det enkelt, kratrar på solsystemets kroppar fungerar som ett slags register, vilket indikerar hur många effekter och i vilken storlek kroppen har upplevt över tid. För astronomer och planetforskare ger dessa tips om objektets historia och dess plats i solsystemet. Eftersom Pluto är så långt från jorden, var mycket lite känt om dess yta före den historiska flyby av Nya horisonter uppdrag.
Mycket som glaciärer med kväveis och otroligt höga berg (som nådde upp till 4 km / 2,5 mi) på ytan, såg de små kratrarna av Nya horisonter är en indikation på Plutos historia. I likhet med huvudsteroidbältet är Kuiper Belt Objects (KBOs) huvudsakligen "råmaterial" från vilket större kroppar i solsystemet bildades för ungefär 4,6 miljarder år sedan.
Denna senaste studie, som sätter begränsningar för antalet mindre KBO: er, kan därför ge ledtrådar om solsystemets bildning och historia. Som Alan Stern förklarade New Horizons-uppdragets huvudutredare (även SwRI) det:
”Denna banbrytande upptäckt av New Horizons har djupa konsekvenser. Precis som Nya horisonter avslöjade Pluto, dess månar och, nyligen, KBO smeknamnet Ultima Thule i utsökt detalj, Kelsis team avslöjade nyckeldetaljer om befolkningen i KBO på skalor vi inte kan komma nära att se direkt från jorden. "
För att vara rättvis genomgår Pluto geologiska processer som har förändrat vissa bevis på dess konsekvenshistoria. Ett bra exempel på detta är endogen ytbehandling, där konvektion mellan ytan och det inre gör att ytan genomgår periodisk förnyelse. Emellertid är Charon relativt statisk ur en geologisk synvinkel, vilket gav Nya horisonter team med en stabilare effekt av effekter.
Dessa resultat överensstämmer med en viktig aspekt av Nya horisonter uppdrag, som är att bättre förstå Kuiper Belt. Och med sin senaste flyby av Ultima Thule har uppdraget nu tillhandahållit data om ytorna på tre distinkta solsystemkroppar. Och data från flyby är överens med uppgifterna från Pluto och Charon.
Som noterats kan denna senaste studie hjälpa till att lösa pågående tvister om bildandet av vårt solsystem. Även om det finns en relativ enighet om att vår sol och planeterna bildades från ett molekylärt moln från 4,6 miljarder år sedan, har olika modeller föreslagits som resulterar i olika populationer och placeringar av solsystemobjekt.
"Denna överraskande brist på små KBO förändrar vår syn på Kuiper Belt och visar att antingen dess bildning eller utveckling, eller båda, var något annorlunda än asteroidbältet mellan Mars och Jupiter," sade Singer. "Kanske har asteroidbältet fler små kroppar än Kuiper Belt eftersom dess befolkning upplever fler kollisioner som delar upp större föremål i mindre."
Dessa resultat kan också påverka planeringen av framtida uppdrag till huvudsteroidebältet och den transneptuniska regionen. Ju mer vi vet om föremålen i dessa två bälten - som hur många det finns, deras kompositioner och deras storlekar - desto mer står vi för att lära oss hur vårt solsystem blev.
