Háborítatlan múlt
(Rovat: New Horizons, Távoli világok kutatói , Amerika és az űrcsillagászat - 2020.03.29 07:15.)

Közzétették az Arrokoth vizsgálatának első eredményeit. Az égitest a Naprendszer keletkezése óta érintetlen maradt.

A NASA New Horizons űrszondája (amely 2015 nyarán a Plútó mellett repült el) tavaly újévkor közelítette meg a Kuiper-övben keringő, később Arrokothnak elnevezett (korábbi, ideiglenes nevén Ultima Thule, MU₆₉) kisbolygót. A 44 csillagászati egység (6,6 milliárd km) távolságban keringő Arrokoth a legtávolabbi égitest, amelyet űrszonda valaha megközelített. A szonda 2019. január 1-jén 3500 km távolságban, 14,43 km/s sebességgel repült el az Arrokoth mellett, így 30 méter felbontású felvételeket készíthetett. A kapott mérési eredmények elsősorban a planetezimálok keletkezését helyezik új megvilágításba. Az eredményeket az Amerikai Tudományfejlesztési Társaság éves összejövetelén, valamint a Science február 13-i számában tették közzé.

A New Horizons felvételeiből összeállított animáció egyik képkockája, amely sztereó hatást próbál kelteni. (Kép: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute / Roman Tkachenko)

A küldetés irányítói nem planetológiai megfontolások alapján választották a célpontot, egész egyszerűen ez „esett útba” a Plútót elhagyó szonda számára. A választás mindenesetre szerencsésnek bizonyult. A képeken kettős szerkezetű, viszonylag sima felszínű, kráterekkel csak kevéssé borított felszín látható. Utóbbi egyben azt is jelenti, hogy nincs nyoma egykori heves ütközéseknek, vagyis a planetezimálok összetömörülése az ősi Naprendszerben talán az eddig feltételezettnél szelídebb folyamat lehetett. A megfigyelések szerint az Arrokoth felszíne mélyvörös árnyalatú, amit azonban az emberi szem sötétbarnának lát. A felszínt alkotó jégben metanolt azonosítottak, de emellett több más, bonyolult szerves molekula is előfordul, amelyeket azonban még nem sikerült azonosítani.

A felvételeket a Kuiper-öv dinamikai modelljeivel összevetve arra a következtetésre jutottak, hogy az Arrokoth 4,5 milliárd évvel ezelőtt keletkezett, vagyis valóban a Naprendszer legősibb időszakából származik. Nagy távolságának köszönhetően azóta érintetlen maradt. A kutatók az égitestet „összeérő kettősként” azonosították, egy újabb elemzés szerint két korábban létezett égitest egymás körüli keringését követő, kis relatív sebességű ütközése eredményeképpen jöhetett létre. Heves ütközésre utaló nyomok nem láthatók, a találkozót a kutatók két űreszköz dokkolásához hasonlítják (költőibben: hosszú csókban forrtak eggyé). Az Arrokoth két lebenyének főtengelyei csupán 10°-os szöget zárnak be egymással, ami ugyancsak a lágy érintkezés hipotézisét támasztja alá. Számítógépes szimulációk szerint az ütközés sebességének 3 m/s-nál kisebbnek kellett lennie, de valószínűbb, hogy az 1 m/s-ot sem érte el, és a találkozás közel érintőlegesen történhetett.

Az Arrokoth felszínén látható lágy formák, valamint a homogén szín és összetétel a békés múltra utalnak. (Kép: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute / Roman Tkachenko)

Újabb földi távcsöves megfigyelések alapján úgy tűnik, hogy az összeérő kettősök gyakoriak lehetnek a Kuiper-övben. Mivel az ott található égitesteket a bolygók keletkezése után megmaradt törmelék alkotja, vizsgálatuk segíthet pontosabban megérteni a bolygókeletkezés folyamatát is. A planetezimálok (bolygókezdemények) kialakulására két hipotézis létezik. A klasszikus modell szerint sorozatos ütközések eredményeképpen álltak össze az egyre nagyobb testek a porszemektől és az apró kődaraboktól a planetezimálokig és tovább. A hipotézis fő nehézsége, hogy nem tudja megmagyarázni, miért tapadnak össze az ütköző testek, ahelyett, hogy szétlökődnének. A másik, újabb keletű feltevés a gravitációs instabilitás hipotézise. Eszerint, ha a protoplanetáris korongban az apró testek sűrűsége elér egy kritikus értéket, akkor a sokaság saját gravitációja hatására összeomlik, azaz égitestté húzódik össze, amiben az áramlási instabilitásnak nevezett jelenség is szerepet játszik. Ily módon az apró törmelékdarabok 1000 év vagy még rövidebb idő alatt több tíz vagy több száz kilométer átmérőjű testekké állhatnak össze.

A New Horizons különböző irányokból készített felvételei alapján összeállított animáció az Arrokoth forgásáról. Mindkét lebeny lapult, pólusaik és egyenlítőik iránya csak kevéssé tér el egymástól, ami a szelíd összetapadás mellett bizonyíték. (Forrás: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute / James Tuttle Keane)