A NASA New Horizons űrhajója, 2015 júliusában, a híres Plútó repülése után, másodszor története történt, amikor felrobbant a valaha feltárt legtávolabbi tárgyról: 2014-es MU69.
"Rekordot állítottunk fel! Még soha nem űrhajó fedezte fel valami oly távoli dolgot" - mondta Alan Stern, a New Horizons vezető kutatója a flyby után. "Úgy értem, gondolkodj bele. Egy milliárd mérföldnyire vagyunk a Plutonánál, és most folytatjuk a Kuiperi övet."
Mind Plútó, mind a 2014-es MU69 a Kuiper-övben található, jeges kőzetek gyűjteménye, amely körülveszi a Naprendszer külső határait. Ezeket az objektumokat úgy gondolják, hogy a korai Naprendszer érintetlen mintái, amelyeket gravitációs kölcsönhatások révén vetnek ki a határzónába a nagyobb objektumokkal, amelyek bolygókká nőnek. Ezek vizsgálata során betekintést kell adni ahhoz, hogy mi történt a Naprendszerben élettartama első szakaszában.
Az Ultima Thule becenevével (TOOL-ie ejtik) is ismert, a MU69 volt az első olyan objektum a világűrben, amelyet egy űrhajó fedezett fel, amelyet az objektum felfedezése előtt indítottak.
Plutonon túl
Már 2003-ban a Nemzeti Tudományos Akadémia bolygónkénti évtizede felmérése határozottan javasolta, hogy a Plútó látogatása során vonja be a kis Kuiper-öv-objektumok (KBO-k) repülõképeit. Több cél megfigyelése nagyobb betekintést nyújtana a Naprendszer korábban még nem vizsgált szegmensébe. Az New Horizons 2006-ban indult extra üzemanyaggal egy ilyen repülõgéphez, energiája és kommunikációs rendszerei készen állnak arra, hogy az évekig a Plútó pályáján túli távolságon mûködjenek.
2011-ben a misszió tudósai földi távcsövekkel használtak egy második célkeresés megkezdéséhez, ám az új felfedezések egyike sem volt a New Horizons rendelkezésére. 2014-ben a Hubble Űrtávcső csatlakozott a kereséshez, öt potenciális objektumot keresve. Az egyik a 2014-es MU69 volt, amelyet 2014. június 26-i felfedezése után 1110113Y jelöléssel láttak el, és a két lehetséges úti cél egyikére való emelkedés után PT1-nek („potenciális célpont 1”) hívták. 2015 augusztusában a New Horizons csapata a következő lehetséges célpontjául a 2014-es MU69-et választotta.
"A 2014-es MU69 nagyszerű választás, mivel éppen az ősi KBO-k fajtája, amely akkor jött létre, amikor kering. Most a Decadal Survey azt akarta, hogy repüljünk" - mondta Stern nyilatkozatában. "Ráadásul ez a KBO kevesebb üzemanyagot vesz igénybe, hogy elérje [mint más jelölt célok], és több üzemanyagot hagy a repülésre, a kiegészítő tudomány számára, és nagyobb üzemanyag-tartalékot biztosít az előre nem látható események elleni védelemhez."
A MU69 körülbelül 1 milliárd mérföld (1,6 milliárd kilométer) fekszik Plútón túl.
2017-ben a New Horizons csapata javaslatot kért a nyilvánosságtól a KBO becenevéhez egy tájékoztató kampány részeként. A végső döntés, az Ultima Thule, a középkorban használt kifejezés, amely azt jelenti, hogy "az ismert világon túl". A becenevet körülbelül 40 különböző ember nyújtotta be - mondta a NASA tisztviselői.
"A MU69 az emberiség következő Ultima Thule" - mondta Stern, amikor a nevet közzétették.
A becenév vitát váltott ki a náci elődök történelmi használata és a szélsőséges csoportok általi modern használata miatt. A New Horizons csapata azonban úgy döntött, hogy marad a becenevet a potenciálisan negatív kapcsolat ellenére.
"Többször is mondtam, úgy gondolom, hogy a New Horizons a nyerskutatás egyik példája - a korunk egyik legjobb példája -, és az Ultima Thule kifejezés, amely nagyon régi, sok évszázados, esetleg egy Ezer éves, csodálatos mém a felfedezéshez "- mondta Stern a flyby után. "Éppen ezért választottuk azt. Azt mondanám, hogy csak azért, mert néhány rossz fiúnak egyszer tetszett ez a kifejezés, nem engedjük, hogy elrabolják."
A flyby előtt
A csillagászok három különböző csillag segítségével tanulmányozták az Ultima Thule érkezését megelőzően. Amikor egy olyan objektum, mint egy KBO, a Föld és a csillag között halad, a csillagászok a csillagfényt használhatják a távoli cél tanulmányozására, a csillagok okkulációjának nevezett technikát. Az Ultima Thule 2017. június 3-án, július 10-én és július 17-én utazott a Föld és több különböző csillag között - minden nap egy-egy. Mindegyik esemény csak kb. 2 másodpercig tartott, és csak a szűk szárazföldi és tengeri sávból volt látható a Földön.
"Ez a hat hónapig tartó erőfeszítés, három űrhajó, 24 hordozható földi távcső és a NASA SOFIA légifelvételek megfigyelőközpontja volt a legnagyobb kihívást jelentő csillag-okkuláció a csillagászat történetében, de megcsináltuk!" - mondta Stern. "Első alkalommal vizsgáltuk meg a 2014-es MU69 alakját és méretét, egy Kuiper-öv tudományos kincsét, amelyet alig több mint 17 hónappal később fedezünk fel. Ennek a sikernek köszönhetően most már sokkal magabiztosabban tudjuk megtervezni a közelgő flyby-t."
A 2017. évi mindhárom megfigyelésből származó mérések azt mutatták, hogy az Ultima Thule nem kering körül, ahol elvárták. És egy apró pillanat a július 10-i megfigyelés során zavarba ejtette a csillagászokat, mert úgy tűnt, hogy a MU69 valójában két különálló objektum. Az eredmények együttesen azt sugallják, hogy a MU69 nemcsak az űrben forog. A csillagászok úgy gondolták, hogy a MU69-nek lehet legalább egy holdja, és még több természetes műholdat is tárolhat.
"Lehet, hogy ez a kiáltó" - mondta Stern a sajtótájékoztatón a 2017-es amerikai geofizikai unió (AGU) ülésén. "Arra utalhat, hogy valójában raj van műholdakból a MU69-ből."
A New Horizons csapata még egy utolsó pillantást vetett Ultima Thule-ra, mielőtt a New Horizons repülne. 2018. augusztus 4-én a végső okkuláció volt látható a Földről, csak Szenegálban és Kolumbiában
"Ez az okkuláció tippeket ad nekünk arról, hogy mi várható el az Ultima Thule-nál, és segít nekünk finomítani a repülési terveinket" - mondta Marc Buie, a New Horizons okkulációs esemény vezetője.
Újévi emlékezni
2019. január 1-jén, 12: 33-kor (EST), a New Horizons elkészítette a MU69 történelmi repülését. Csapat tudósok és mérnökök gyűltek össze a Johns Hopkins Alkalmazott Fizikai Laboratóriumban, Laurel-ben (Maryland), hogy csengjenek az új évben, és felvidítsák a pillanatot, amikor az űrhajó zümmög a KBO-n. Brian May, a Queen együttes misszióstudósának és vezető gitárosának kiadott egy új kislemezt az esemény emlékére. Az Ultima Thule azonban olyan messze van, hogy senki sem tudta biztosan, hogy a misszió sikeres repülést hajtott-e végre, amíg csaknem 10 óra telt el.
A flyby során a New Horizons körülbelül 3540 km távolságban haladt meg az Ultima Thule-tól, ami 5800 mérföldre (9300 km) volt közelebb, mint amennyire Plútó repült.
A repülés után a NASA kiadta az Ultima Thule első feloldott fényképeit, amelyekből kiderült, hogy a 21 mérföld hosszú (33 kilométer) objektum két durván gömb alakú lebengből áll. A pár szorosan össze van kötve a nyaknál, ahol az anyag fényesebben ragyog, mint a tárgy többi része.
"Hóember, ha egyáltalán valami" - mondta Stern az első színes kép megjelenésekor.
A csapat úgy döntött, hogy a legnagyobb lebenyt "Ultima" -nak és a legkisebb "Thule" -nek hívja. Mindkét lebeny vörösesnek tűnik, valószínűleg a mély űrsugárzás elszíneződése miatt - mondta a kutatók. A pár valószínűleg két különálló objektumként indult, amelyek fokozatosan összeilleszkedtek, óránként kevesebb, mint egy mérfölden mozogtak.
"Ha ilyen sebességgel ütközne egy másik autóval, akkor nem is zavarhatja, hogy kitölti a biztosítási űrlapokat." - mondta Jeff Moore, a New Horizons egyik kutatója a NASA kaliforniai Ames kutatóközpontjából a repülés közben.
Az Ultima Thule azon objektumok nagy populációjának egyike, amelyek kitöltik a Kuiperi övet. Végül hasonló anyag kombinálva építtetett holdok és bolygók. Az New Horizons KBO képei betekintést nyújtanak abban, hogy ezek a darabok miként alakultak össze a Naprendszer kialakításában.
"Úgy gondoljuk, hogy ez az a legprimitívebb tárgy, amelyet még egyetlen űrhajó még nem látott, és ez tárgycsoportot képviselhet, amely a legrégebbi és legprimitívebb tárgy, amely a jelenlegi Naprendszerben bárhol látható. "- mondta Moore.
Messze
Mielőtt a New Horizons elérte a második célt, az Ultima Thule részleteit még a Hubble Űrtávcső lencséjén keresztül is nehéz volt kitalálni. Az apró tárgy kevesebb, mint 1% -a Plútó méretének, ezért volt olyan fontos a New Horizons közeli pillantása.
"Olyan sok mindent lehet tanulni közeli űrhajók megfigyeléseiből, amelyeket soha nem fogunk megtanulni a Földtől, ahogyan a Plútó flyby ilyen látványosan demonstrálta" - mondta a New Horizons tudományos csapat tagja, John Spencer.
"A részletes képek és egyéb adatok, amelyeket az New Horizons beszerezhet egy KBO flyby-től, forradalmasítja a Kuiper-öv és a KBO-k megértését."
A New Horizons 2018 augusztusában készítette el első ultraképképét az első kísérlet során, miközben még több mint 100 millió mérföld (170 millió km) távolságra volt. Abban az időben a célpont maradt a csillagok mezőjének több pontja között.
Még amikor az űrhajó bezárult az Ultima Thule-on, a tárgyat továbbra is nehéz volt megfejteni, ám egy szokatlan jel utalt a formájára és a forgásszögére. Az Ultima Thule még a történelmi esemény előtti órákban is megtagadta sok titkát. A KBO megoldatlan maradt, alig töltött be két pixel értékű képeket. Akkoriban rejtélyes alakját illetően Spencer csak azt mondta: "Tudjuk, hogy nem kerek."
Csak a repülõgép után néhány rejtély oldódott meg végül. Kiderült, hogy a KBO nagyjából úgy fordult, mint egy űrhajó felé néző óra, egy rejtély, amelyet csak közvetlenül a repülõgéppel oldottak meg. A szoros találkozás nagyjából 15 órás rotációs periódust tárt fel.
Az New Horizonsnak 20 hónapot vesz igénybe az adatok visszatérése a Földre. A tudósok az elkövetkezendő években megkóstolják ezeket az adatokat, hogy minél többet megtudjanak a Kuiperi övről.
És valószínű, hogy a New Horizons egy ideje nem állítja le a Kuiper-övről szóló információk begyűjtését. Az űrhajónak elegendő üzemanyaggal kell rendelkeznie egy másik KBO meglátogatásához. Stern szerint az New Horizons 2027-ig vagy 2028-ig épült Kuiper-ben lesz.
"Hülye lenne, ha nem keresne újabb célt" - mondta Stern.
További források:
- A NASA 2014. évi MU69 weboldala
- A NASA New Horizons küldetési oldala
- Alapelvíró, Alan Stern küldetési blogja
