Dieses Diagramm zeigt, wie sich das Kuipergürtel-Objekt 2014 MU69 mit dem Spitznamen Ultima Thule gebildet haben könnte.
(Bild: © James Tuttle Keane / NASA / JHUAPL / SwRI)
Eine genaue Betrachtung eines weit entfernten Fossils hilft bei der Beantwortung von Fragen zur Bildung von Planeten im gesamten Universum.
Die New Horizons-Sonde der NASA summte am frühen Neujahrsmorgen auf das äußere Objekt des Sonnensystems und machte den ersten Vorbeiflug an einem solchen primitiven Objekt. Da 2014 MU69 seit der Geburt des Sonnensystems vor 4,5 Milliarden Jahren praktisch unberührt geblieben ist, kann es neue Details über diese Ära enthüllen. Bereits die ersten rätselhaften Fotos helfen, Modelle des frühen Sonnensystems zu beweisen.
Das erste Ziel von New Horizons, Pluto, dient als Torhüter für den Kuipergürtel, das Band aus eisigen Felsen, das das Sonnensystem umgibt. MU69 liegt in der am dichtesten besiedelten Region des Gürtels, neben anderen kalten klassischen Objekten, die seit ihrer Geburt vor Milliarden von Jahren nicht mehr gestört wurden. [New Horizons 'Flyby von Ultima Thule: Volle Abdeckung]
"Wir haben ein kaltes klassisches Objekt für eine ganz bestimmte Region ausgewählt, denn dort gingen die Beweise hin", sagte Alan Stern, der Hauptforscher von New Horizons und Planetenwissenschaftler am Southwest Research Institute (SwRI) in Colorado, gegenüber Space.com. Stern sagte, dass eine Mission wie New Horizons der direkteste Weg sei, um Informationen über den Beginn des Sonnensystems zu erhalten.
Neue Horizonte geliefert. Die neuesten Bilder, die gestern (2. Januar) veröffentlicht wurden, zeigen ein schneemannförmiges Objekt mit zwei Lappen, von denen einer ungefähr dreimal so groß ist wie der andere. Während einer Pressekonferenz sagten Missionswissenschaftler, dass die einzige Möglichkeit für die Bildung eines solchen Objekts darin bestehe, mit sehr langsamen Geschwindigkeiten zusammenzukommen - weniger als 1 Meile oder Kilometer pro Stunde.
"Wenn Sie bei diesen Geschwindigkeiten mit einem anderen Auto kollidierten, müssen Sie möglicherweise nicht einmal die Versicherungsformulare ausfüllen", sagte Jeff Moore, Co-Ermittler von New Horizons vom Ames Research Center der NASA in Kalifornien, der Menge.
Diese langsamen Formationsgeschwindigkeiten helfen bei der Validierung eines kürzlich vorgeschlagenen Modells der Bildung des Sonnensystems, das als Kieselakkretion bekannt ist. Unter diesem Modell kommen das Gas und der Staub, die von der Entstehung der Sonne übrig bleiben, langsam als winzige Objekte zusammen, die von der Schwerkraft gezogen werden.
"Es ist unglaublich befriedigend zu sehen, dass dies durch die Daten bestätigt wird", sagte Stern gegenüber Space.com.
"Große Physik"
Der Versuch zu verstehen, wie sich Planeten bilden, ist eine Herausforderung. Wir können den Prozess in unserem eigenen Sonnensystem nicht zurückspulen, daher blicken Wissenschaftler auf die Asteroiden und Objekte des Kuipergürtels (KBOs), die nach der Bildung der Planeten zurückgelassen wurden. Objekte wie diese begannen wahrscheinlich als Gas- und Staubstücke, die durch die Schwerkraft in winzigen Klumpen, die als Kieselsteine bezeichnet werden, zusammengezogen wurden. Im Gegensatz zu den Kieselsteinen in Ihrer Auffahrt können die Kieselsteine des Sonnensystems jedoch so groß sein wie riesige Felsbrocken. Die Idee ist, dass sie kleiner sind als die planetaren Embryonen, die als Planetesimale bekannt sind.
Ein Blick in andere Planetensysteme kann Wissenschaftlern helfen, diese Periode in der Geschichte des Sonnensystems zu verstehen, einige, aber nicht viele. Die Wolke aus Gas und Staub, die neue Welten hervorbringt, verbirgt sie ebenfalls und verbirgt sie in einem Leichentuch aus Material.
Daher verlassen sich Forscher hauptsächlich auf Modelle, Computerprogramme, die den Prozess der Planetenbildung simulieren. Durch die Betrachtung der Ergebnisse von Planetensystemen können Forscher eine Vorstellung von den Grenzen ihrer Entstehung bekommen.
Im Jahr 2012 schlugen zwei schwedische Forscher das Modell der Kieselakkretion vor, im Gegensatz zu zeitgenössischen Theorien, wonach Gas und Staub sich zu kilometergroßen Objekten zusammengeschlossen haben. Das Modell war unvollkommen, und 2015 schlug der Theoretiker Harold Levison von SwRI einige Verfeinerungen vor. Die Theorie beschrieb, wie sich die Gravitationsfelder beim Wachsen der Objekte aus zentimetergroßen Kieselsteinen gegenseitig drücken und ziehen würden. Die Stupser hätten einige Embryonen aus dem Gas und Staub geworfen und sie von dem Material getrennt, das sie brauchten, um größer zu werden, während diejenigen, die in der Scheibe verblieben waren, sich auf Kieselsteinen befanden, um zu Planeten zu wachsen.
Die neuesten Bilder von MU69, die das Team Ultima Thule genannt hat, scheinen die Theorie der Kieselakkretion zu beweisen, sagte Levison. Die beiden kleinen Objekte auf dem KBO stießen mit langsamer Geschwindigkeit zusammen, was auf eine relativ ruhige Akkretionsperiode hindeutet, wenn sich Materialstücke aufeinander stapeln, anstatt auf eine schnelle und gefährliche Geburt. Levison, der kein Mitglied des New Horizons-Teams ist, ist der Hauptermittler für eine bevorstehende Mission bei einem der Asteroiden um Jupiter.
"Die große Neuigkeit ist die Akkretionsgeschichte", sagte Cathy Olkin, stellvertretende Projektwissenschaftlerin von New Horizons bei SwRI, gegenüber Space.com. Dieses Bild, wie sich Objekte des Sonnensystems gebildet haben, wird durch die Tatsache gestützt, dass die beiden unterschiedlichen Lappen des Objekts eher durch einen schmalen als durch einen dicken, unhandlichen Hals verbunden sind.
Die Kieselakkretion könnte auch erklären, warum MU69 keine offensichtlichen Satelliten hat, obwohl das Team in den Jahren und Monaten vor dem Vorbeiflug damit gerechnet hat, große Steine oder Monde im Orbit zu finden.
"Es ist wirklich erstaunlich, dass wir im Orbit nichts sehen", sagte Stern.
Laut Levison hätte der Prozess, wenn die zweilappige Form von MU69 durch Kieselakkretion gebildet worden wäre, kleinere Reste ausgeworfen, die sich nicht ziemlich schnell auf dem KBO angesammelt hätten, so dass New Horizons keine Satelliten mehr erkennen konnte.
Natürlich ist es immer noch möglich, dass neuere, besser aufgelöste Bilder, die in den kommenden Tagen zur Erde gesendet werden, solche Satelliten enthüllen.
Die vorläufigen Ergebnisse scheinen MU69 jedoch zu einer rauchenden Waffe für die Ansammlung von Kieselsteinen zu machen, die eine Beobachtungsübereinstimmung mit dem bietet, was letzte Woche nur eine Theorie war. Dieser Fund allein hat wichtige wissenschaftliche Implikationen, und der Rest der Informationen, die New Horizons in den nächsten zwei Jahren enthüllen wird, wird sicherlich noch mehr Licht in den Prozess bringen.
"Dies ist eine große Physik, [als wäre es] ein Teilchendetektor, und wir haben gerade das Standardmodell gefunden", sagte Stern mit einem breiten Grinsen und bezog sich dabei auf die Theorie der fundamentalen Teilchen und deren Wechselwirkung.
"Ich denke, wir sollten als Mission für einen Nobelpreis nominiert werden", sagte er.
