Ultima Thule Ancient Planetestimal im äußeren Sonnensystem

In den frühen Morgenstunden (östliche Zeit) am 1. Januar 2019, Neue Horizonte Raumschiffe rasten an dem am weitesten entfernten erforschten Objekt im Sonnensystem vorbei. Das winzige Planetesimal, auf das es gestoßen ist, heißt 2014 MU69 und trägt den Spitznamen Ultima Thule. Dieser Begriff bedeutet "jenseits der bekannten Welt" und wurde 2018 während eines öffentlichen Namenswettbewerbs als temporärer Name für das Objekt gewählt. 

Schnelle Fakten: Ultima Thule

• 2014 MU69 Ultima Thule ist eine uralte planetesimale Umlaufbahn im Kuipergürtel, einer Region jenseits von Neptun. Es besteht wahrscheinlich größtenteils aus Eis und seine Oberfläche ist rötlich.
• Ultima Thule ist mehr als 44 astronomische Einheiten von der Erde entfernt (eine AU beträgt 150 Millionen Kilometer, die Entfernung zwischen Erde und Sonne).
• Zwei Lappen, Ultima und Thule genannt, bilden den Körper dieses Planetesimal. Sie setzten sich früh in der Geschichte des Sonnensystems in einer sanften Kollision zusammen.
• Das Neue Horizonte Die Mission reist seit ihrem Start am 19. Januar 2006 zum äußeren Sonnensystem. Sie wird durch das Sonnensystem, durch die Oort-Wolke und schließlich in den interstellaren Raum weitergeführt. Es hat genug Kraft, um die Exploration bis in die 2020er Jahre fortzusetzen.

Was ist Ultima Thule?? 

Dieses winzige Objekt umkreist die Sonne in einer Region des Weltraums, dem Kuipergürtel, weit jenseits der Umlaufbahn von Neptun. Da Ultima Thule in dieser Region liegt, wird es manchmal als "transneptunisches Objekt" bezeichnet. Wie bei vielen Planetesimalen ist Ultima Thule ein hauptsächlich eisiges Objekt. Seine Umlaufbahn ist 298 Erdjahre lang und es wird nur ein winziger Teil des Sonnenlichts aufgenommen, das die Erde empfängt. Planetenforscher haben sich lange Zeit für kleine Welten wie diese interessiert, da sie auf die Entstehung des Sonnensystems zurückgehen. Ihre fernen Umlaufbahnen bewahren sie bei sehr kalten Temperaturen, und das bewahrt auch wissenschaftliche Informationen darüber, wie die Bedingungen vor etwa 4,5 Milliarden Jahren waren, als sich Sonne und Planeten bildeten. 

Diese perspektivische Ansicht zeigt den Weg des Raumfahrzeugs New Horizons (gelb) der NASA durch das äußere Sonnensystem und den Kuipergürtel. Die Umlaufbahnen der Planeten Erde und Riese sind blau dargestellt. Die Punkte zeigen die Standorte der repräsentativen Asteroiden in der Nähe der Sonne und der Objekte des Kuiper-Gürtels (KBOs), die sich größtenteils außerhalb der Umlaufbahn von Neptun, dem äußersten Riesenplaneten, befinden. NASA / Johns Hopkins University Labor für Angewandte Physik / Southwest Research Institute / Alex Parker

Ultima Thule erkunden

Ultima Thule war das Ziel einer Jagd nach einem anderen Objekt, das von der Neue Horizonte Raumschiff nach seinem erfolgreichen Vorbeiflug an Pluto im Juli 2015. Es wurde 2014 von der Hubble-Weltraumteleskop im Rahmen einer Umfrage nach entfernten Objekten jenseits von Pluto im Kuipergürtel. Das Team beschloss, die Flugbahn des Raumschiffs auf Ultima Thule zu programmieren. Um eine genaue Vorstellung von seiner Größe zu bekommen, Neue Horizonte Die Wissenschaftler programmierten bodenbasierte Beobachtungen dieser kleinen Welt, während sie auf ihrer Umlaufbahn eine weiter entfernte Gruppe von Sternen verdeckte (vorbeizog). Diese Beobachtungen in den Jahren 2017 und 2018 waren erfolgreich und gaben den Neue Horizonte Team eine gute Vorstellung von der Größe und Form von Ultima Thule.

Ausgerüstet mit diesen Informationen programmierten sie den Weg und die wissenschaftlichen Instrumente des Raumschiffs, um dieses dunkle entfernte Planetesimal während des Vorbeiflugs am 1. Januar 2019 zu beobachten. Das Raumschiff flog in einer Entfernung von 3.500 Kilometern mit einer Geschwindigkeit von etwas mehr als 14 Kilometern pro Sekunde vorbei. Daten und Bilder strömten zurück auf die Erde und werden bis Ende 2020 fortgesetzt.

Die Missionskontrollszene im Labor für Angewandte Physik von Johns Hopkins, als am 1. Januar 2019 das erste klare Bild von Ultima Thule eintraf. NASA / Labor für Angewandte Physik der Johns Hopkins University / Southwest Research Institute

Für den Vorbeiflug die Neue Horizonte Das Team lud Freunde, Familie und Presse ein. Um den engen Vorbeiflug zu feiern, der am 1. Januar 2019 um 12:33 Uhr (EST) stattfand, veranstalteten die kombinierten Besucher und das Team eine Zeitung, die als "geekiest new year's party ever" bezeichnet wurde. Ein besonderer Teil der Feier war die Aufführung einer Hymne für Neue Horizonte von Dr. Brian May, Astrophysiker am Neue Horizonte Team und ehemaliger Leadgitarrist der Rockgruppe Queen.

Bisher ist Ultima Thule der am weitesten entfernte bekannte Körper, der jemals von einem Raumschiff erforscht wurde. Sobald der Ultima Thule-Vorbeiflug beendet war und die Datenübertragung begann, lenkte das Raumschiff seine Aufmerksamkeit auf weiter entfernte Welten im Kuipergürtel, möglicherweise für zukünftige Vorbeiflüge.

Die Kugel auf Ultima Thule

Basierend auf Daten und Bildern, die bei Ultima Thule aufgenommen wurden, haben Planetenwissenschaftler das erste binäre Kontaktobjekt im Kuipergürtel gefunden und untersucht. Es ist 31 Kilometer lang und hat zwei "Lappen", die einen "Kragen" um einen Teil des Objekts bilden. Die Lappen werden für die kleinen und großen Komponenten Ultima bzw. Thule genannt. Es wird vermutet, dass dieses uralte Planetesimal größtenteils aus Eis besteht, dem möglicherweise etwas felsiges Material beigemischt ist. Seine Oberfläche ist sehr dunkel und kann mit organischen Materialien bedeckt sein, die entstanden sind, als die eisige Oberfläche von ultravioletter Strahlung der fernen Sonne beschossen wurde. Ultima Thule liegt 6.437.376.000 Kilometer von der Erde entfernt und es dauerte mehr als sechs Stunden, um eine Einwegnachricht zum oder vom Raumschiff zu senden. 

Die ersten Farbbilder von 2014 MU69 Ultima Thule. Das rötliche Material ist wahrscheinlich eine Beschichtung, die durch Wechselwirkungen mit ultraviolettem Licht mit dem Eis erzeugt wird. NASA / Johns Hopkins University Labor für Angewandte Physik / Southwest Research Institute

Was ist wichtig an Ultima Thule??

Aufgrund seiner Entfernung von der Sonne und seiner konstanten Umlaufbahn in der Ebene des Sonnensystems wird Ultima Thule als "kaltes klassisches Kuipergürtel-Objekt" bezeichnet. Das bedeutet, dass es wahrscheinlich während eines Großteils seiner Geschichte an derselben Stelle umkreist ist. Seine Form ist interessant, weil die beiden Lappen darauf hindeuten, dass Ultima Thule aus zwei Objekten besteht, die sanft zusammenschwebten und die meiste Zeit der Geschichte des Objekts "aneinander haften" blieben. Seine Drehung zeigt eine Bewegung an, die Ultima Thule während der Kollision vermittelt wurde, und es ist noch nicht heruntergedreht. 

Auf Ultima Thule scheinen sich Krater sowie andere Merkmale auf der roten Oberfläche zu befinden. Es scheint keine Satelliten oder einen Ring zu haben und es gibt keine wahrnehmbare Atmosphäre. Während des Vorbeiflugs sind Spezialinstrumente an Bord Neue Horizonte scannte seine Oberfläche in verschiedenen Wellenlängen des Lichts, um mehr über die chemischen Eigenschaften der rötlichen Oberfläche zu erfahren. Was diese Beobachtungen und andere enthüllen, wird Planetenwissenschaftlern helfen, mehr über die Bedingungen im frühen Sonnensystem und im Kuipergürtel zu verstehen, der bereits als "drittes Regime des Sonnensystems" bezeichnet wird.

Quellen

• New Horizons, pluto.jhuapl.edu/Ultima/Ultima-Thule.php.
• „Neue Horizonte erforschen Ultima Thule erfolgreich - Erforschung des Sonnensystems: NASA-Wissenschaft.“ NASA, NASA, 1. Januar 2019, solarsystem.nasa.gov/news/807/new-horizons-successfully-explores-ultima-thule/.
• Beamter, Königin. YouTube, YouTube, 31. Dezember 2018, www.youtube.com/watch?v=j3Jm5POCAj8.
• Talbert, Tricia. „Mit den neuen Horizonten der NASA wird erstmals der Kuipergürtel entdeckt.“ NASA, NASA, 28. August 2018, www.nasa.gov/feature/ultima-in-view-nasa-s-new-horizons-makes-first-detection-of -kuiper-belt-flyby-target.