Arrokoth und die vielen Geheimnisse des Urhimmels

Es gibt eine entfernte, dunkle Domäne ewiger Dämmerung an den äußeren Grenzen unseres Sonnensystems, in der unsere Sonne nur mit einem schwachen, schwachen Feuer sanft leuchten kann. Diese ferne Region heißt Kuiper ruft anund es ist die Heimat des Zwergplaneten Pluto, seines großen kalten Mondes Charon und einer Vielzahl anderer gefrorener Objekte, zu denen ein tanzendes Meer eisiger Kometenkerne gehört. Zerbrechlich und vergänglich, Kometen, die in Richtung des strahlenden Lichts und der schmelzenden Hitze unseres Sterns nach innen streifen, sind die flüchtenden Flüchtlinge aus dieser abgelegenen Region der ewigen Dämmerung. Im Februar 2020 haben Planetenforscher von der NASA Neue Horizonte Mission nach Pluto und darüber hinaus kündigte an, dass die von dieser Mission gesammelten Daten neue Einblicke in die Art und Weise liefern, wie Planeten und Planetesimale– die Bausteine ​​der Planeten – wurden in unserem ursprünglichen Sonnensystem geboren. Das Neue Horizonte Raumschiff flog an der Antike vorbei Kuipergürtelobjekt (KBO) Arrokoth (2014 MU 69) am 1. Januar 2019, um der Menschheit die erste Nahaufnahme eines dieser mysteriösen eisigen Relikte der Geburt unseres Sonnensystems vor fast fünf Milliarden Jahren zu ermöglichen.

Verwendung detaillierter Daten auf Arrokoths Form, Geologie, Farbe und Zusammensetzung – gesammelt während eines rekordverdächtigen Vorbeiflugs, der mehr als 4.000.000.000 Meilen von der Erde entfernt stattfand – gaben Planetenforscher im Februar 2020 bekannt, dass sie eine langjährige Frage zu beantworten konnten planetesimal Ursprünge, und deshalb haben sie einen großen Fortschritt in unserem Verständnis der Entstehung der Planeten selbst gemacht. Das Team berichtet über diese Ergebnisse in einer Reihe von drei Artikeln, die in der Ausgabe des Journals vom 13. Februar 2020 veröffentlicht wurden Wissenschaft. Die Wissenschaftler präsentierten ihre Ergebnisse auch auf einer Pressekonferenz, die auf der Jahrestagung stattfand Amerikanische Vereinigung zur Förderung der Wissenschaft (AAAS) Treffen in Seattle, Washington.

486958 Arrokoth ist der vorläufige Name von 2014 MU 69, ein transneptunisch Objekt. Es ist ein Kontakt binär, 22 Meilen lang, bestehend aus einem Duo von eisigen Ursprünglichen Planetesimale das sind 13 Meilen und 9 Meilen im Durchmesser. Die Zwei Planetesimale wurden Spitznamen letzte und Thuleund sie sind entlang ihrer Hauptachsen miteinander verbunden. letzte ist flacher als Thuleund es ist tatsächlich ein Aggregat von 8 – oder mehr – kleineren Objekten mit einem Durchmesser von jeweils ungefähr 3 Meilen. Es wird angenommen, dass diese kleineren Objekte zuvor miteinander verschmolzen sind letzte und Thule traf sich und verschmolz. Weil es anscheinend keine oder nur sehr wenige katastrophale Auswirkungen auf gab Arrokoth Seit seiner Entstehung ist die Geschichte seiner Entstehung im Tiefkühl unseres Sonnensystems erhalten geblieben, weit entfernt von der schmelzenden Hitze unseres wirbelnden Sterns.

Arrokoth ist sowohl das entfernteste als auch das primitivste Objekt in unserem Sonnensystem, das von einem Raumschiff besucht wird. Es wurde am 26. Juni 2014 von Dr. Marc Bule und dem Neue Horizonte Suchteam mit dem Hubble-Weltraumteleskop (HST) im Rahmen einer Jagd nach dem KBO das würde das Ziel von werden Neue Horizonte in seiner ersten erweiterten Mission. Diese Entdeckung erforderte die Verwendung des HST weil mit einer scheinbaren Größe von nur 26, Arrokoth ist viel zu schwach, um beobachtet zu werden – außer von den stärksten Teleskopen. Das HST hat auch die Fähigkeit, äußerst präzise Astrometrie durchzuführen. Dies bedeutet, dass eine zuverlässige Bestimmung einer Umlaufbahn möglich ist.

Arrokoth wurde gegenüber zwei anderen Kandidaten ausgewählt KBOsund wurde so das Ziel von Neue Horizonte‘ erweiterte Mission über Pluto hinaus. Mit einer Umlaufzeit von etwa 298 Jahren und einer geringen Umlaufneigung und Exzentrizität Arrokoth wird als kalter Klassiker bezeichnet KBO.

Der vorläufige Name Arrokoth selbst kommt aus der Powhatan-Region von Virginia und Maryland, wo Arrokoths Entdeckung erfolgte. Das HST und Johns Hopkins Labor für Angewandte Physik sind beide in Maryland tätig und in erster Linie verantwortlich für Arrokoths Entdeckung 2014.

Pluto und darüber hinaus

Am 14. Juli 2015, nach seiner gefährlichen jahrzehntelangen Odyssee durch den Weltraum, Neue Horizonte erreichte sein primäres Ziel in der Kuiper ruft an–das Eiszwergplanet Pluto und seine Familie von fünf eisigen Monden – einschließlich seines großen Mondes Charon, der fast halb so groß ist wie Pluto. Neue HorizonteNachdem er sich dem Pluto-System historisch am nächsten genähert hatte, sandte er einige aufschlussreiche Bilder dieser fernen kleinen Welt mit großem Herzen auf die Erde zurück.

Während des größten Teils des 20. Jahrhunderts betrachteten Astronomen Pluto als eine einsame kleine Welt, in der es im äußeren Bereich unseres Sonnensystems wohnt. Dieser Standpunkt änderte sich jedoch bereits 1992, als eine Sekunde KBO wurde in dieser Region entdeckt. Aufgrund dieser Entdeckung kamen Planetenforscher zu der Erkenntnis, dass Pluto in dieser abgelegenen gefrorenen Region der ewigen Dämmerung weit davon entfernt ist, allein zu sein. In der Tat umkreist Pluto unseren Stern in Gesellschaft von unzähligen anderen seiner mysteriösen, kalten Art. Seit 1992 haben Astronomen auf der Suche nach diesen entfernten Körpern eine Vielzahl anderer eisiger, felsiger kleiner Welten entdeckt, die Pluto sehr ähnlich sind. Einige der anderen entfernten Bewohner des Tiefkühls unseres Sonnensystems umkreisen unseren Stern ebenfalls in exzentrischen Bahnen – genau wie Pluto. Das Zwergplanet Eris ist einer der wichtigsten davon verstreute Scheibenobjekte. Bereits im Jahr 2005 entdeckt, Eris ist ein bisschen massiver als Pluto, und seine Entdeckung hat Planetenwissenschaftler gezwungen zu erkennen, dass Pluto nur einer von vielen ist. Infolgedessen wurde zu dieser Zeit der arme kleine Pluto kurzerhand aus dem Pantheon der großen Planeten vertrieben und wird nun als klassifiziert Eiszwerg– eine bloße Zwergplanet, aber a Planet dennoch. Zuvor war Pluto der neunte große Planet unseres Sterns.

KBOs Es wird allgemein angenommen, dass sie hauptsächlich aus einer Kombination von Eis und Gestein bestehen. Das Kuiper ruft an erstreckt sich von der Umlaufbahn von Neptun bis etwa 50 astronomische Einheiten (AU). Einer BEIM ist gleich der mittleren Entfernung zwischen Erde und Sonne, die ungefähr 93.000.000 Meilen beträgt. Neptuns durchschnittliche Entfernung von unserem Stern beträgt ungefähr 30,1 BEIM–es ist Perhihelion (wenn es unserem Stern am nächsten ist) ist 29,8 BEIM, während es ist Aphel (wenn es am weitesten von unserem Stern entfernt ist) ist 30,4 BEIM.

Nach Abschluss seiner Hauptmission eines Vorbeiflugs über Pluto und seine Monde hat die Neuer Horizont Raumschiff wurde für seinen zukünftigen Flug über die Ferne manövriert Arrokoth.

Arrokoth und seine vielen Geheimnisse

ArrokothAls das entfernteste, primitivste und reinste Objekt, das jemals von einem Raumschiff erforscht wurde, hat es eine einzigartige Geschichte zu erzählen. Dieses entfernte kleine Objekt hat es Planetenforschern ermöglicht, wichtige Fortschritte in ihrem Verständnis der Entstehung von Planeten im ursprünglichen Sonnensystem zu erzielen. Die ersten Post-Flyby-Bilder von Neue Horizonte im Jahr 2019 ergab, dass Arrokoth besteht eigentlich aus zwei miteinander verbundenen Schaufeln mit glatten Oberflächen sowie der gleichen Zusammensetzung. Dies weist darauf hin, dass es sich höchstwahrscheinlich um ein makelloses Objekt handelt, und liefert als solches wertvolle Informationen darüber, wie es gebildet wurde.

Diese interessanten neuen Erkenntnisse tragen zu den vielen historischen Errungenschaften einer wichtigen Mission bei. Die Entdeckungen der NASA stammen von Neue Horizonte haben unser Wissen und Verständnis darüber erweitert, wie Planetenkörper in unserem Sonnensystem geboren wurden – sowie in fernen Planetensystemen außerhalb unseres eigenen.

In Zukunft wird die Neue Horizonte Das Team plant, Daten mit höherer Auflösung zu verwenden. Die Wissenschaftler planen auch die Verwendung ausgefeilter Supercomputersimulationen, um Modelle dafür zu erstellen, wie Arrokoth kann vor Milliarden von Jahren gebildet haben.

Ihre Analyse hat das bereits gezeigt Arrokoths „Binärkontakt“ -Lappen waren ursprünglich zwei getrennte Objekte, die mit langsamer Geschwindigkeit nahe beieinander kreisten. Letztendlich kollidierte das Duo sanft und verschmolz zu dem 22 mm Körper, der von beobachtet wurde Neue Horizonte.

Diese Informationen weisen darauf hin Arrokoth wurde während des Gravitationskollapses fester Teilchenwolken im ursprünglichen Ur geboren Solarnebel Das brachte unsere Sonne und ihre Familie von Planeten, Monden und anderen Objekten vor etwa 4,56 Milliarden Jahren hervor. Im dramatischen Gegensatz zu einer Hochgeschwindigkeitskollision und hierarchischen Akkumulation entstehen die Partikel Arrokoth verschmolz sanft miteinander, als die Wolke zusammenbrach. Dies zeigt das an Arrokothund andere ähnliche Objekte, die das alte Sonnensystem bewohnen, nahmen allmählich an Größe zu immer größeren Körpern zu. Auf eine Art und Weise, die mit der Art und Weise verglichen wurde, wie Fossilien die Art und Weise zeigen, wie sich Arten auf unserem eigenen Planeten entwickelt haben Planetesimale mögen Arrokoth zeigen, wie sich Planeten in unserem eigenen Sonnensystem entwickelt haben – und darüber hinaus.

Arrokoth würde nicht so aussehen wie es wäre, wenn es sich als Ergebnis einer gewaltsamen Kollision in unserem ursprünglichen Sonnensystem gebildet hätte. Stattdessen deuten Beweise darauf hin, dass es sich als Ergebnis eines komplexeren und sanfteren Balletts gebildet hat, in dem die beiden tanzen Planetesimale Langsam umkreisten sie sich, bevor ihr Tanz sie beide durch Gravitation zusammenzog und so die beiden gelappten Single bildete planetesimal heute beobachtet.

Zwei weitere wichtige Beweislinien unterstützen dieses Szenario. Die gleichmäßige Oberflächenzusammensetzung und Farbe von Arrokoth offenbaren, dass es sich aus Materialien gebildet hat, die eng beieinander tanzen, wie dies durch lokale Kollapsmuster in Wolken vorhergesagt wird. Dies steht im Gegensatz zu einem Modell, das angibt, dass es sich aus Material gebildet hat, das sich in weiter voneinander entfernten Regionen des Urzeitraums befindet Solarnebel.

Darüber hinaus ist die abgeflachte Form von jedem von Arrokoths Zwei Lappen sowie die sehr enge polare Ausrichtung und der Äquator weisen darauf hin, dass es in einer geordneten Wiege geboren wurde. Ebenfalls, Arrokoths Die glatte Oberfläche deutet darauf hin, dass sein Gesicht seit dem Ende der Ära der Planetenbildung in der dunklen Tiefkühltruhe unseres Sonnensystems gut erhalten geblieben ist. Dies bedeutet, dass Arrokoth zeigt physikalische Eigenschaften an, die darauf hinweisen, dass es sich als Ergebnis der allmählichen und sanften Verschmelzung von Objekten gebildet hat, die sich in der Nähe voneinander gebildet haben Solarnebel.

Die drei Artikel wurden in der Ausgabe der Zeitschrift vom 13. Februar 2020 veröffentlicht Wissenschaft basieren auf zehnmal mehr Daten als die ersten Berichte, die über die neuen Erkenntnisse veröffentlicht wurden. Zusammen bieten die Papiere eine vollständigere Darstellung von Arrokoths mysteriöse Ursprünge.

Neue Horizonte beobachtet weiterhin Objekte, die in der Ferne tanzen Kuiper ruft an. Im Sommer 2020 wurde die Neue Horizonte Das Team plant, ein großes Teleskop auf der Erde einzusetzen, um nach weiteren zu suchen KBOs das kann untersucht werden – und auch nach anderen potenziellen Zielen für das Raumschiff suchen.

Zum jetzigen Zeitpunkt war die Neue Horizonte Raumschiff ist 7,1 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt. Es funktioniert immer noch normal, da es mit einer Geschwindigkeit von fast 50.400 Stundenkilometern durch diese unerforschte, kalte Dämmerungsregion fliegt.

New Horizons Principal Investigator Dr. Alan Stern erklärte ihre Gründe für das Geben Arrokoth seinen Namen:

„Der Name „Arrokoth“ spiegelt die Inspiration wider, in den Himmel zu schauen und sich über die Sterne und Welten jenseits unserer eigenen Gedanken zu machen. Dieser Wunsch zu lernen ist das Herzstück der Neue Horizonte‘ Wir fühlen uns geehrt, mit der Powhatan-Gemeinde und den Menschen in Maryland an dieser Feier der Entdeckung teilzunehmen. „

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