Soha olyan távoli égitestet nem vizsgáltunk még űrszondával, mint az Ultima Thule

Az amerikai űrhivatal, a NASA legendás New Horizons űrszondája január 1-jén, magyar idő szerint reggel 6:33-kor száguld majd el az Ultima Thule (2014 MU69) Kuiper-övbeli objektum mellett, attól mindössze 3500 kilométerre. Ezzel az Ultima Thule lesz a legtávolabbi, űrszonda által vizsgált égitest a történelemben. 

A szonda a lehető legtöbb képet és adatot gyűjti majd a Földtől 6,6 milliárd kilométerre lévő, nagyjából 30 kilométer hosszú jeges objektumról. A kutatók várakozásai szerint az Ultima Thule vizsgálata nagyban gazdagítja majd a Naprendszer keletkezéséről és a Neptunuszon túli jeges törmelékmezőről, a Kuiper-övről eddig szerzett ismereteinket.

„Ahogy a New Horizons egyre közelebb ér az Ultimához, a küldetésen dolgozó kutatók és átlagemberek az egész világon egyaránt várják az égitest melletti elhaladást és annak tudományos eredményeit. Mire bukkanunk vajon, amikor a bolygók egy ősi építőkövét derítjük fel, amely nagyon jól megőrződött a Naprendszer keletkezése, 4.5 milliárd év óta? Senki nem tudja. De hamarosan, néhány napon belül megtudjuk!

- írta december 27-ei blogbejegyzésében a New Horizons küldetés vezetője, Alan Stern.

Az űrszonda 2015 nyarán átütő sikerrel derítette fel az addig a Hubble-űrtávcső képein is csak homályos foltként látszó Plutót és holdjait. A geológiai aktivitás jeleit mutató, több kilométeres vízjég vízjéghegyekkel rendelkező Plutó és az óriási kanyonrendszert felvonultató Charon a kutatók minden várakozását felülmúlta. Három évvel és 1,5 milliárd kilométerrel később a Naprendszer keletkezéséből szinte érintetlenül visszamaradt Ultima Thule vizsgálata hasonlóan forradalmi eredményeket hozhat a bolygótudományban.

December 24-én még csak egy halvány pontnak látszott az Ultima Thule a New Horizons kameráján. Forrás: NASA/JHUAPL/SWRI

Ha az elhaladás sikeresnek bizonyul, a New Horizons ezt megerősítő rádiójele magyar idő szerint 16:00 és 17:00 óra között érkezik meg a Földre, a szonda állapotát tartalmazó telemetrikus adatokkal. Az első felvételek és tudományos adatok január 2-án este várhatóak. Az összes adat Földre való továbbítása 20 hónapot vesz majd igénybe. 

Amikor a New Horizons útnak indult, az Ultima Thule-t még fel sem fedezték

Az Ultima Thule becserkészése nemcsak az extrém távolság miatt lesz történelmi tett, hanem azért is, mert most fordul majd elő először, hogy egy űrszonda olyan objektumot vizsgál majd, amit az indítása után fedeztek fel. A New Horizons 2006-ban indult útjára, elsősorban azért, hogy felderítse a Plutót, annak holdjait és a Kuiper-övet. A 2014 MU69-t, avagy az Ultima Thule-t viszont csak nyolc évvel később, 2014-ben találták meg a New Horzionson dolgozó kutatók a Hubble-űrteleszkóp segítségével. 

Az Ultima Thule az úgynevezett hideg klasszikus Kuiper-övbeli objektumok közé tartozik, amelyek neve nem hőmérsékletükre, hanem közel kör alakú, a Naprendszer síkjából nem túlságosan kilógó pályájukra utal. Ezek a Naptól számítva 42 és 48 csillagászati egységre találhatók (1 csillagászati egység a Nap és a Föld átlagos távolsága), egy 6 csillagászati egység széles és 3 csillagászati egység vastag sávban. Ebben a csoportban nincsenek 800 kilométernél nagyobb objektumok,  és az ott található égitestek vörösebbek a többi Kuiper-övbeli objektumnál. Ezek alkotják a régió eredeti anyagát. 

A NASA illusztrációján a New Horizons látható az Ultima Thule melletti elhaladása során. Forrás: NASA/JHUAPL/SWRI

Későbbi földi megfigyelések segítségével a szakemberek megállapították, hogy az Ultima Thule 30 kilométer hosszú, és elnyúlt gömb alakú. Ennek alapján valószínűleg két, egymáshoz nagyon közeli, vagy akár érintkező, úgynevezett „kontakt bináris” objektumról lehet szó. Az Ultima Thule a Plutónál vörösebb színű, ami valószínűleg a Nap UV-sugárzásának kitett felszíni szénhidrogéneknek köszönhető. Annyi biztosan tudható még róla, hogy ez a legrégebbi, szinte érintetlen formában fennmaradt, eddig vizsgált objektum a Naprendszerben.

A szonda 3500 kilométeres távolságba, illetve közelségbe jut az Ultima Thule-hoz – háromszor közelebb, mint 2015-ben, a Plutó melletti elhaladáskor. Hét műszere segítségével részletes geológiai, geofizikai, valamint a felszíni összetételre és a plazmakörnyezetre vonatkozó megfigyeléseket gyűjt majd; emellett holdakat és gyűrűket keres az égitest körül.

Augusztus óta tart az Ultima Thule vizsgálata

Az Ultima Thule megközelítése 2018 augusztusában kezdődött, amikor az űrszonda az első felvételeit készítette az objektumról, amely akkor még egy halvány fénypontnak tűnt csupán a mögötte lévő csillagok előtt. December elején a szakemberek rengeteg képet készítettek az ekkor már jóval közelebb lévő égitestről, hogy gyűrűket és holdakat keressenek körülötte. Mivel nem találtak semmilyen veszélyre utaló jelet, jelet, a New Horizons a tervezett pályán haladt tovább, és 3500 kilométerre közelíti meg az Ultimát, ami a tartalék terv 10 ezer kilométeres elhaladási távolságához képest sokkal pontosabb megfigyeléseket tesz lehetővé.

Az Ultima Thule a Kuiper-öv középső részén, a Földtől 6.6 milliárd kilométerre található.Illusztráció: NASA/JHUAPL/SWRI

A megközelítés előtti napokban az irányítók a szonda friss felvételei alapján pontosították az Ultima Thule New Horizons-hoz viszonyított helyzetét, hogy a kamerák és a tudományos műszerek a lehető legpontosabban tudják elvégezni a megfigyeléseiket.

Az intenzív tudományos megfigyelések az elhaladás előtt 24 órával kezdődnek. A szonda sok fekete-fehér, színes, közeli-infravörös és ultraibolya tartományú felvételeket készít, hogy megfigyelje az Ultima Thule forgását, meghatározza alakját, összetételét, és lehetséges gázkibocsátásokat keressen. Hosszú expozíciós idejű képekkel esetleges holdak és gyűrűk után is kutat majd.

A legnagyobb közelség idején, magyar idő szerint január 1-jén, 6:33-kor zajló megfigyeléseknek figyelembe kell venniük, hogy az égitest pozíciója nem teljesen ismert. A műszerek hosszú felvételeket készítenek majd, amelyeken az összes hely szerepel, ahol az Ultima elhelyezkedhet az űrszonda szemszögéből. A legjobb garantált fekete-fehér felvételek 140 méter/pixel, a színes felvételek 330 méter/pixel, az infravörös spektrumok pedig 1,8 kilométer/pixel felbontásúak lesznek. Ha a LORRI teleszkópnak sikerül elkapnia az Ultima Thule-t, akkor 33 méter/pixeles fekete-fehér képekre is lehet számítani. A kamerák és a spektrométerek feltérképezik az égitest felszínét, geológiai viszonyait és felszíni összetételét. Eközben a szonda rádióhullámú berendezése megméri az égitest radarvisszaverő képességét és nappali, illetve éjszakai oldalának hőkibocsátását. A legnagyobb közelség elérése után a New Horizons ultraibolya tartományú műszere a Nap felé fordul, hogy meghatározza az Ultima Thule-ból esetlegesen kibocsátott gázok összetételét, illetve gyűrűket keressen az égitest körül.

Négy órával a legnagyobb közelség után a szonda a Föld felé fordul majd, hogy jelezze a sikeres áthaladást. Pár órával később pedig megkezdődik a nagy prioritású adatok továbbítása a Földre. A szonda redundáns SSD adattárolóin összegyűjtött közel 7 gigabájtnyi adat letöltése 2020 végén fejeződhet be.

A New Horizons még több mint egy évtizedig vizsgálhatja a Naprendszer külső régióit

A New Horizons az első küldetés, amely a Plutót és a többnyire ősi, jeges törmelékből álló Kuiper-övet térképezi fel. Az amerikai űrhivatal űrszondája 2006. január 19-én indult a Földről, egy évvel később elhaladt a Jupiter mellett, hogy lendületet nyerjen, és tudományos megfigyeléseket végezzen a bolygón és holdjain. 2015. július 14-én a szonda történelmet írt azzal, hogy áthaladt a Pluto rendszeren, és a törpebolygó, valamint holdjainak feltérképezésével olyan adatokat juttatott a Földre, amelyek átformálták a képünket a Naprendszer ezen távoli régiójáról.

A New Horizons összeollózott felvételei a Plútóról (lent) és a Charon-ról (fent). A színek a felszíni összetételt hivatottak kihangsúlyozni. A Plútó és Charon távolsága a képen nem a valóságot tükrözi, de méretarányos. Forrás: NASA/JHUAPL/SWRI

A Pluto megközelítése után a szonda másfél évig továbbította felvételeit és méréseit a Földre, ahogy mind beljebb haladt a Kuiper-övben, egy pályamódosításnak köszönhetően ekkor már jelenlegi célpontja, az Ultima Thule felé. Eközben teleszkópja segítségével távolról vizsgált kisebb objektumokat a Kuiper-övben, és tanulmányozta a helioszférát, valamint a naprendszerbeli por eloszlását. A New Horizons kiterjesztett küldetése legalább 2021-ig tart, amikor az űrszonda 50 csillagászati egységre, azaz a Föld és a Nap átlagos távolságának 50-szeresére lesz a Naptól. A küldetés további meghosszabbítása a NASA-n múlik, de az biztos, hogy a radioizotópos generátorral szerelt űrszonda elvben a 2030-as évek végéig képes működni.

Amennyiben sikerrel zárul a küldetés, az Ultima Thule felderítése újabb történelmi diadalt jelent az amerikai űrügynökségnek, amely űrszondáival elsőként látogatta meg a Naprendszer nyolc bolygóját és a Kuiper-övet.