Dette diagrammet antyder hvordan Kuiper Belt-objektet 2014 MU69, med kallenavnet Ultima Thule, kunne ha dannet seg.
(Bilde: © James Tuttle Keane / NASA / JHUAPL / SwRI)
Et nært syn på et ekstremt fjernt fossil er med på å svare på spørsmål om dannelse av planeter i hele universet.
NASAs nye horisontsonde surret det ytre solsystem-objektet tidlig på nyttårs morgen, og gjorde den første flybyen til et så primitivt objekt. Fordi 2014 MU69 har holdt seg nærmest uberørt siden fødselen av solsystemet for 4,5 milliarder år siden, kan det avsløre nye detaljer om den epoken. Allerede de første forvirrende bildene er med på å bevise modeller av det tidlige solsystemet.
New Horizons 'første mål, Pluto, fungerer som en portvokter til Kuiper Belt, bandet med isete bergarter som omkranser solsystemet. MU69 ligger i den tettest befolkede regionen av beltet, blant andre kalde klassiske gjenstander som ikke har blitt forstyrret siden fødselen deres for milliarder av år siden. [New Horizons 'Flyby av Ultima Thule: Full dekning]
"Vi valgte en kald klassisk gjenstand for en veldig spesifikk region, fordi det var dit bevisene var på vei," sa Alan Stern, New Horizons hovedetterforsker og en planetforsker ved Southwest Research Institute (SwRI) i Colorado, til Space.com. Stern sa at et oppdrag som New Horizons var den mest direkte måten å få informasjon om solsystemets morgen.
Nye horisonter levert. De nyeste bildene som ble utgitt i går (2. januar) avslører en snømannformet gjenstand med to fliker, den ene omtrent tre ganger så stor som den andre. Under en nyhetskonferanse sa misjonsforskere at den eneste måten for en slik gjenstand å danne seg var ved å komme sammen i svært lave hastigheter - mindre enn en kilometer eller kilometer i timen.
"Hvis du kolliderte med en annen bil i disse hastighetene, kan du ikke engang bry deg om å fylle ut forsikringsskjemaene," sa Jeff Moore, New Horizons-medetterforsker fra NASAs Ames Research Center i California, til publikum.
Disse langsomme formasjonshastighetene hjelper til med å validere en nylig foreslått modell for dannelse av solsystem som er kjent som rullesteinakresjon. Under den modellen kommer gassen og støvet som er igjen fra dannelsen av solen sakte sammen som små gjenstander, trukket av tyngdekraften.
"Det er utrolig tilfredsstillende å se det bekreftet av dataene," sa Stern til Space.com.
"Stor fysikk"
Å prøve å forstå hvordan planeter danner er en utfordring. Vi kan ikke spole tilbake prosessen i vårt eget solsystem, så forskere ser på asteroidene og Kuiper Belt-objektene (KBOs) som ble etterlatt etter at planetene dannet seg. Gjenstander som disse startet antagelig som biter av gass og støv som ble trukket sammen av tyngdekraften, i små klumper som ble referert til som småstein. I motsetning til småsteinene i oppkjørselen din, kan imidlertid småsteinene i solsystemet være like store som kjempesteinblokker; tanken er at de er mindre enn planetembryoene kjent som planetesimals.
Å kikke inn i andre planetariske systemer kan hjelpe forskere til å forstå denne perioden i solsystemets historie noen, men ikke mye. Skyen av gass og støv som føder nye verdener skjuler dem også, og skjuler dem i et hylle av materiale.
Så forskere er mest avhengige av modeller, dataprogrammer som jobber for å simulere prosessen med dannelse av planeten. Ved å se på resultatene fra planetariske systemer, kan forskere få en ide om grensene bak dannelsen.
I 2012 foreslo et par forskere fra Sverige pebble accretion-modellen, i motsetning til moderne teorier som antydet gass og støv samlet for å lage objekter i kilometerstørrelse. Modellen var ufullkommen, og i 2015 antydet teoretiker Harold Levison av SwRI noen forbedringer. Teorien beskrev hvordan når gjenstandene vokste fra små cm i små størrelser, ville tyngdekraften skyve og trekke mot hverandre. Nudges ville ha slått noen embryoer ut av gassen og støvet, og skilt dem fra materialet de trengte for å bli større, mens de som ble igjen på disken kløvet på småstein for å vokse til planeter.
De nyeste bildene av MU69, som teamet har fått kallenavnet Ultima Thule, ser ut til å bevise rullesteinsaksjonsteorien, sa Levison. De to små objektene på KBO støtet i sakte hastigheter som antyder en relativt rolig periode med akkresjon, når materialbiter hoper seg sammen, snarere enn en rask og farlig fødsel. Levison, som ikke er medlem av New Horizons-teamet, er hovedetterforsker for et kommende oppdrag til en av asteroidene rundt Jupiter.
"Den store nyheten er akkresjonshistorien," sa Cathy Olkin, New Horizons 'stedfortredende prosjektforsker ved SwRI, til Space.com. Dette bildet av hvordan solsystemets objekter som er dannet, støttes av det faktum at objektets to distinkte fliker er forbundet med en smal nakke i stedet for en tykk, ujevn.
Pebble-akkresjon kan også bidra til å forklare hvorfor MU69 ikke har noen tilsynelatende satellitter, til tross for at teamet forventet å finne store bergarter eller måner i bane i årene og månedene frem til flybyen.
"Det er virkelig forbløffende at vi ikke ser noe i bane," sa Stern.
I følge Levison, hvis MU69s bilobede form ble dannet av rullesteinakresisjon, ville prosessen ha kastet ut mindre rester som ikke akkrediterer KBO ganske raskt, og ikke etterlatt noen satellitter for New Horizons å få øye på.
Selvfølgelig er det fortsatt mulig at nyere, bedre oppløste bilder som vil bli sendt til jorden de kommende dagene, kan avsløre slike satellitter.
De foreløpige funnene ser imidlertid ut til å gjøre MU69 til et røykepistol for rullesteinakstrahering, noe som gir en observasjonsmatch til det som forrige uke bare var en teori. Dette funnet alene har viktige vitenskapelige implikasjoner, og resten av informasjonen New Horizons vil avdekke i løpet av de neste to årene vil helt sikkert kaste enda mer lys på prosessen.
"Dette er stor fysikk, [som om det var] en partikkeldetektor, og vi har akkurat nå funnet standardmodellen," sa Stern med et stort glis, og refererte til teorien om grunnleggende partikler og hvordan de interagerer.
"Jeg tror vi bør nomineres som et oppdrag for en nobelpris," sa han.
