( NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Roman Tkachenko) In den entlegensten Regionen des Sonnensystems zeigt uns ein kleiner Felsen, wie Riesenplaneten entstehen. Arrokoth – die am weitesten entfernte und ursprünglichste Welt, die jemals von einem menschlichen Raumschiff besucht wurde – verrät nun seine Geheimnisse in drei neuen Artikeln.
Diese Erkenntnisse könnten einige Debatten darüber klären, wie Planetesimale – die kleinen felsigen „Samen“, die zu Planeten heranwachsen – entstehen. Und der Prozess scheint viel schonender zu sein als bisher angenommen.
„Arrokoth ist das am weitesten entfernte, primitivste und unberührteste Objekt, das jemals von Raumfahrzeugen erforscht wurde, daher wussten wir, dass es eine einzigartige Geschichte zu erzählen haben würde.“ sagte Alan Stern vom Southwest Research Institute in Colorado und leitender Forscher bei New Horizons.
„Es lehrt uns, wie Planetesimale entstanden sind, und wir glauben, dass das Ergebnis einen bedeutenden Fortschritt beim Verständnis der gesamten Planetesimal- und Planetenentstehung darstellt.“
Arrokoth, früher bekannt als (486958) 2014 MU69 oder Ultima Thule, wurde von der New Horizons-Sonde besucht Letztes Jahr Neujahr , weit draußen im Kuipergürtel.
Mit einer beeindruckenden durchschnittlichen Entfernung von 6,7 Milliarden Kilometern (4,1 Milliarden Meilen) von der Sonne und einer Umlaufzeit von 293 Jahren ist Arrokoth das am weitesten entfernte Einzelobjekt im Sonnensystem, das wir identifiziert haben.
Aber schicken Sie New Horizons, um es sich danach anzusehen der historische Pluto-Vorbeiflug im Juli 2015 wurde nicht getan, nur weil wir es konnten. So weit von der Sonne entfernt, außerhalb der Reichweite starker Sonnenstrahlung und mit einer stabilen Umlaufbahn ist Arrokoth so ziemlich eine Zeitkapsel aus der Zeit, als das Sonnensystem vor 4,6 Milliarden Jahren entstand.
Im Mai letzten Jahres Die erste Flut von Papieren traf ein Darin werden die ersten Ergebnisse dieses Vorbeiflugs detailliert beschrieben, basierend auf nur 10 Prozent der Daten, die New Horizons noch immer zur Erde strahlte.
Verschiedene Wissenschaftlerteams fanden heraus, dass Arrokoth einst ein binäres Objekt war, dessen zwei Hälften sanft zusammengekommen waren, obwohl die Prozesse, die dazu führten, unklar waren; dass seine Oberfläche leicht kraterartig war; und dass seine Oberfläche überwiegend rot war, obwohl unbekannt war, wodurch diese Farbe entstand.
Nach der Analyse der zehnfachen Datenmenge, die in diesen ersten Arbeiten verwendet wurde, konnten nun einige dieser Fragen beantwortet werden.
Die erste der drei Arbeiten des New Horizons-Forschers William McKinnon von der Washington University in St. Louis und seiner Kollegen ergab, dass die beiden Objekte im Arrokoth-Binärsystem tatsächlich nahe beieinander entstanden.
Im Allgemeinen gibt es zwei konkurrierende Theorien darüber, wie Planeten entstehen.
Nach Angaben der langjährigen hierarchisches Akkretionsmodell Bei der Bildung von Planetesimalen entstehen die Bausteine von Planeten, wenn verschiedene Teile des Sonnennebels – der Gas- und Staubwolke, aus der die Sonne und die Planeten entstanden sind – heftig zusammenstoßen.
Andererseits ist die Kieselstein-Akkretionsmodell schlägt vor, dass Elemente aus demselben Bereich allmählich und sanft zusammenkommen, um binäre Objekte zu bilden.
Die neuesten Daten aus Arrokoth unterstreichen Letzteres.
Wenn sich Arrokoth aus Brocken gebildet hätte, die aus verschiedenen Teilen des Nebels zusammenkamen, hätte es mehr Hinweise auf Einschläge gegeben, sagten die Forscher.
'Es gibt keinerlei Beweis,' schrieb das Team in seiner Arbeit , „der heliozentrischen, schnellen Kollisionsentwicklung oder eines katastrophalen (oder subkatastrophalen) Einschlags während seiner Lebensdauer … Stattdessen kommen wir zu dem Schluss, dass seine beiden Lappen mit geringer Geschwindigkeit zusammenkamen, nicht mehr als ein paar Meter pro Sekunde und möglicherweise viel.“ langsamer.'
Das deutet darauf hin, dass sich die beiden Lappen im selben Teil des Sonnennebels bildeten – der Gas- und Staubwolke, aus der die Sonne und die Planeten entstanden.
„Arrokoth sieht nicht so aus, weil es durch heftige Kollisionen entstanden ist, sondern eher in Form eines komplizierten Tanzes, bei dem seine einzelnen Objekte langsam einander umkreisten, bevor sie zusammenkamen“, sagte er McKinnon .
Das zweite Papier Der Astronom John Spencer vom Southwest Research Institute und seine Kollegen untersuchten die Oberfläche von Arrokoth. Sie bestätigten, dass es glatt und nur leicht kraterartig war, ein deutlicher Unterschied zu anderen Objekten im Sonnensystem.
Sie bestätigten außerdem, dass es in Arrokoth in einem Umkreis von 8.000 Kilometern keine Ringe oder Satelliten gibt, die größer als 180 Meter (590 Fuß) sind, und dass es weder eine Atmosphäre noch Gas- oder Staubemissionen gibt, deren Vorhandensein auf eine relativ neue Störung hinweisen würde. Das deutet darauf hin, dass es in Arrokoth schon seit sehr langer Zeit recht friedlich war.
Sie untersuchten aber auch die Krater von Arrokoth genauer und fanden heraus, dass die Oberfläche des Objekts wahrscheinlich etwa 4 Milliarden Jahre alt ist – fast so alt wie das Sonnensystem selbst.
„Der Spinzustand von Arrokoth hat sich wahrscheinlich nur sehr langsam entwickelt, es scheint nicht genügend Einschläge zu geben, um als wirksame seismische Quellen zu fungieren, und die wahrscheinlich hohe Porosität von Arrokoth würde die Ausbreitung seismischer Energie äußerst ineffizient machen.“ sie schrieben in ihrer Zeitung .
„Insgesamt stimmt die beobachtete Kraterdichte trotz des Mangels an Kratern auf der Oberfläche mit einem Kraterretentionsalter von mehr als etwa 4 Milliarden Jahren überein.“ Die sichtbare Oberfläche im Maßstab des LKW Die Bildauflösung stammt somit plausibel aus dem Ende der Akkretion des Sonnensystems.
Endlich, im dritten Aufsatz Der Astronom Will Grundy vom Lowell Observatory und seine Kollegen untersuchten Arrokoths eigenartige Rötung. Das rötlichste natürlich vorkommende Material – „ultrarote Materie“ genannt – im Sonnensystem befindet sich im Kuipergürtel, und Arrokoth ist damit überzogen, aber die genaue Natur des Materials war unklar.
Das Team stellte fest, dass das Objekt gleichmäßig kalt und rot ist und mit Methanoleis und komplexen organischen Molekülen überzogen ist, die es anhand der begrenzten Spektraldaten, die New Horizons sammeln konnte, nicht genau identifizieren konnte. Diese Moleküle sind wahrscheinlich die Ursache für die rote Farbe.
Dies scheint nicht nur organische Moleküle als Quelle ultraroter Materie zu bestätigen; Die Gleichmäßigkeit der Farbe sowie das von Spencers Team ermittelte Alter der Oberfläche stützen ebenfalls die Feststellung, dass Arrokoth in einer stark lokalisierten Region entstanden ist.
„Arrokoth hat die physikalischen Merkmale eines Körpers, der sich langsam zusammensetzt, mit ‚lokalen‘ Materialien im Sonnennebel.“ sagte Grundy . „Ein Objekt wie Arrokoth hätte sich in einer chaotischeren Akkretionsumgebung weder gebildet noch so aussehen lassen.“
Stern fügte hinzu : „Alle Beweise, die wir gefunden haben, deuten auf Kollapsmodelle von Teilchenwolken hin und schließen eine hierarchische Akkretion für den Entstehungsmodus von Arrokoth und daraus schließend auch für andere Planetesimale nahezu aus.“
Es gibt wahrscheinlich nicht mehr viele Daten über Arrokoth, die New Horizons nach Hause schicken könnte, daher müssen alle zukünftigen Analysen auf dem basieren, was wir bereits haben. Aber es scheint, als könnten diese fernen Kuipergürtel-Objekte uns noch viel mehr über die Entstehung unseres Sonnensystems lehren.
Es ist ein überzeugendes Argument dafür, dass ein Orbiter eine Menge Zeit da draußen verbringt …
„Arrokoth hat sich in Bezug auf das, was wir daraus gelernt haben, als erstaunlich erwiesen“, sagte McKinnon diese Woche auf der Jahrestagung der American Association for the Advancement of Science Der Guardian-Bericht .
„Es verrät uns einige tiefgreifende Wahrheiten über unser Sonnensystem.“ Dies ist nicht nur eine Weltraumkartoffel. „Es ist eine bemerkenswerte Welt, die uns eine bemerkenswerte Geschichte erzählt hat.“
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