Ten schemat sugeruje, jak mógł powstać obiekt Pasa Kuipera 2014 MU69, nazywany Ultima Thule.
(Zdjęcie: © James Tuttle Keane / NASA / JHUAPL / SwRI)
Bliższe spojrzenie na bardzo odległe skamieliny pomaga odpowiedzieć na pytania dotyczące powstawania planet we wszechświecie.
Sonda New Horizons NASA brzęczyła zewnętrznym układem słonecznym wczesnym rankiem w Nowy Rok, powodując pierwszy przelot tak prymitywnego obiektu. Ponieważ MU69 2014 pozostało praktycznie nietknięte od narodzin Układu Słonecznego 4,5 miliarda lat temu, może ujawnić nowe szczegóły na temat tej epoki. Już pierwsze zagadkowe zdjęcia pomagają udowodnić modele wczesnego Układu Słonecznego.
Pierwszy cel Plutona w New Horizons służy jako strażnik Pasa Kuipera, pasma lodowych skał otaczających Układ Słoneczny. MU69 leży w najbardziej gęsto zaludnionym regionie pasa, wśród innych zimnych klasycznych obiektów, które nie zostały naruszone od czasu ich narodzin miliardy lat temu. [Flyby Ultima Thule: New Horizons: Full Coverage]
„Wybraliśmy zimny klasyczny obiekt dla bardzo specyficznego regionu, ponieważ tam właśnie zmierzały dowody” - powiedział Space.com Alan Stern, główny badacz New Horizons i planetolog w Southwest Research Institute (SwRI) w Kolorado. Stern powiedział, że misja taka jak Nowe Horyzonty była najbardziej bezpośrednim sposobem na uzyskanie informacji o świcie Układu Słonecznego.
Nowe horyzonty dostarczone. Najnowsze zdjęcia opublikowane wczoraj (2 stycznia) ukazują obiekt w kształcie bałwana z dwoma płatami, jeden mniej więcej trzy razy większy od drugiego. Podczas konferencji prasowej naukowcy z misji powiedzieli, że jedynym sposobem na utworzenie takiego obiektu jest zebranie się z bardzo małymi prędkościami - mniej niż 1 milę lub kilometr na godzinę.
„Jeśli zderzyłeś się z innym samochodem przy tych prędkościach, możesz nawet nie zawracać sobie głowy wypełnieniem formularzy ubezpieczenia” - powiedział tłumowi Jeff Moore, współbadacz New Horizons z Ames Research Center w NASA w Kalifornii.
Te powolne prędkości formowania pomagają zweryfikować ostatnio zaproponowany model formowania się Układu Słonecznego zwany kamykiem. Zgodnie z tym modelem gaz i pył pozostały po formowaniu Słońca powoli łączą się w postaci małych obiektów, ciągniętych przez grawitację.
„Niezwykle satysfakcjonujące jest to, że potwierdzają to dane” - powiedział Stern dla Space.com.
„Wielka fizyka”
Próba zrozumienia, w jaki sposób powstają planety, jest wyzwaniem. Nie możemy cofnąć tego procesu w naszym Układzie Słonecznym, więc naukowcy przyglądają się asteroidom i obiektom Pasa Kuipera (KBO), które pozostały po uformowaniu planet. Obiekty takie jak te prawdopodobnie powstały jako kawałki gazu i pyłu, które zostały przyciągnięte przez grawitację, w małych kępach zwanych kamykami. W przeciwieństwie do kamyków na twoim podjeździe kamyki Układu Słonecznego mogą być tak duże jak wielkie głazy; chodzi o to, że są mniejsze niż zarodki planetarne zwane planetozymalami.
Zaglądanie do innych układów planetarnych może pomóc naukowcom zrozumieć ten okres w historii Układu Słonecznego w niektórych, ale nie w wielu przypadkach. Chmura gazu i pyłu, która rodzi nowe światy, również je ukrywa, ukrywając je w całunie materialnym.
Dlatego badacze polegają głównie na modelach, programach komputerowych, które działają w celu symulacji procesu formowania się planet. Patrząc na wyniki układów planetarnych, badacze mogą poznać granice ich powstawania.
W 2012 r. Para naukowców ze Szwecji zaproponowała model akrecji kamyków, w przeciwieństwie do współczesnych teorii sugerujących, że gaz i pył gromadzą się w celu stworzenia obiektów wielkości kilometra. Model był niedoskonały, aw 2015 r. Teoretyk Harold Levison z SwRI zasugerował pewne udoskonalenia. Teoria opisywała, w jaki sposób obiekty wyrastały z kamyków wielkości centymetra, ich pola grawitacyjne pchały się i przyciągały do siebie. Szturchnięcia wytrąciłyby niektóre zarodki z gazu i pyłu, oddzielając je od materiału, którego potrzebowały, aby urosnąć, podczas gdy te, które pozostały na dysku, przesuwały się po kamykach, by wyrosły na planety.
Levison powiedział, że najnowsze zdjęcia MU69, które zespół nazwał Ultima Thule, potwierdzają teorię kamyków. Dwa małe obiekty na KBO zderzyły się z małą prędkością, co sugeruje względnie spokojny okres narastania, gdy kawałki materiału nakładają się na siebie, a nie szybki i niebezpieczny poród. Levison, który nie jest członkiem zespołu New Horizons, jest głównym badaczem nadchodzącej misji do jednej z planetoid wokół Jowisza.
„Najważniejszą wiadomością jest historia narastania”, powiedziała Cathy Olkin, zastępca naukowca projektu New Horizons w SwRI. Ten obraz tego, jak powstają obiekty Układu Słonecznego, jest poparty faktem, że dwa wyraźne płaty obiektu są połączone raczej wąską szyjką niż grubą, nieporęczną.
Akrecja kamyków może również pomóc wyjaśnić, dlaczego MU69 nie ma widocznych satelitów, mimo że zespół spodziewał się znalezienia dużych skał lub księżyców na orbicie w latach i miesiącach poprzedzających przelot.
„To naprawdę zdumiewające, że nie widzimy niczego na orbicie” - powiedział Stern.
Według Levisona, gdyby dwustronny kształt MU69 został utworzony przez kamyk akrecyjny, proces wyrzuciłby mniejsze resztki, które nie akumulowały się dość szybko na KBO, nie pozostawiając satelitów dla nowych horyzontów.
Oczywiście nadal możliwe jest, że nowsze, lepiej rozdzielone obrazy, które zostaną wysłane na Ziemię w najbliższych dniach, mogą ujawnić takie satelity.
Wstępne ustalenia wydają się jednak czynić z MU69 pistolet do palenia dla kamyków, zapewniając obserwacyjne dopasowanie do tego, co było w zeszłym tygodniu tylko teorią. To odkrycie samo w sobie ma ważne implikacje naukowe, a reszta informacji, które ujawnią Nowe Horyzonty w ciągu najbliższych dwóch lat, z pewnością rzuci jeszcze więcej światła na ten proces.
„To wielka fizyka, [jakby to był] detektor cząstek, a my właśnie znaleźliśmy Model Standardowy” - powiedział Stern z szerokim uśmiechem, odnosząc się do teorii cząstek podstawowych i ich interakcji.
„Myślę, że powinniśmy zostać nominowani jako misja do Nagrody Nobla” - powiedział.
