Tàu vũ trụ New Horizons của NASA đã bay bằng vật thể Vành đai Kuiper xa xôi Ultima Thule (2014 MU69) vào ngày 1 tháng 1 năm 2019.
(Ảnh: © NASA / Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins / Viện Nghiên cứu Tây Nam / Đài quan sát Thiên văn Quang học Quốc gia)
Một sự hợp nhất nhẹ nhàng đáng ngạc nhiên giữa hai cơ thể nguyên thủy nhỏ đã tạo thành vật thể ở xa Ultima Thule, một nghiên cứu mới cho thấy.
Bản thân hai tổ tiên này có khả năng kết hợp từ cùng một đám mây vật chất băng giá tại bình minh của hệ mặt trời, Hàng tỷ dặm từ mặt trời mới sinh. Ban đầu, họ đi vòng quanh một trung tâm chung của khối lượng nhưng xoắn ốc ngày càng gần hơn, cuối cùng gặp nhau trong thời trang nhàn nhã.
"Những kẻ này trông giống như họ đến với nhau ở tốc độ lắp ghép tàu vũ trụ", tác giả chính của nghiên cứu Alan Stern, thuộc Viện nghiên cứu Tây Nam ở Boulder, Colorado cho biết. "Đây thực sự là thông tin về nguồn gốc của hành tinh ngoài đó."
Stern là điều tra viên chính của sứ mệnh Chân trời mới của NASA, trong đó bay bằng Ultima Thule vào ngày 1 tháng 1 năm nay. Nghiên cứu mới, được công bố trực tuyến ngày hôm nay (16 tháng 5) trên tạp chí Khoa học, mô tả sự trở lại của khoa học ban đầu từ sự bay bổng đó, cuộc chạm trán hành tinh xa nhất trong lịch sử vũ trụ.
Mục tiêu xa số 2
Những chân trời mới ra mắt vào tháng 1 năm 2006 để có được cái nhìn cận cảnh đầu tiên về Sao Diêm Vương, thứ vẫn còn rất bí ẩn kể từ khi phát hiện năm 1930. Phi thuyền kiểm tra ra mục tiêu nhiệm vụ chính này trong tháng Bảy năm 2015, phóng to trong vòng 7.800 dặm (12.500 km) của hành tinh lùn và chụp những tấm ảnh tuyệt vời của bề mặt tuyệt phức tạp và đa dạng của nó.
Nhóm New Horizons sau đó chuyển sự chú ý sang Ultima Thule (tên chính thức: 2014 MU69), Một đối tượng nhỏ mà hiện sự dối trá về 4 tỷ dặm (6,5 tỷ km) từ Trái đất - 1 tỷ dặm (1,6 tỷ km) hơn xa hơn Sao Diêm Vương.
Chuyến bay ngày 1 tháng 1, trung tâm của nhiệm vụ mở rộng của New Horizons, là một kỳ tích không gian thậm chí còn khó khăn hơn cả Cuộc gặp gỡ của sao Diêm Vương.
Ultima Thule nhỏ hơn nhiều so với hành tinh lùn, Kéo dài chỉ 22 dặm (35 km) trong chiều dài của nó. Và New Horizons đã Ultima Thule cạo chặt chẽ hơn nhiều so với nó đã làm sao Diêm Vương, bay vỏn vẹn 2.200 dặm (3.540 km) trên bề mặt lạnh đối tượng nhỏ của. Tàu thăm dò đang nòng súng với tốc độ 32.280 dặm / giờ (51.950 km / giờ) so với mục tiêu của nó tại thời điểm đó.
Cho đến nay, New Horizons đã rạng rỡ về nhà chỉ với 25% dữ liệu bay, tất cả sẽ có trong tay vào giữa năm 2020. Nghiên cứu mới này chỉ dựa trên 10% tổng lượng đường dự kiến - số tiền có sẵn khi các nhà nghiên cứu nộp bài báo vào cuối tháng 2, Stern nói. Nhưng ngay cả cái nhìn đầu tiên hạn chế này về hình ảnh và các phép đo của New Horizons đã tạo ra một số kết quả rất hấp dẫn, như bài báo mới cho thấy.
Một người tuyết phẳng, đỏ
Chân trời mới phát hiện ra rằng 2014 MU69 là một "nhị phân tiếp xúc" bao gồm hai thùy, mà đội được đặt tên là Ultima (cái lớn hơn) và Thule. Do đó đối tượng trông giống như một người tuyết - một người bị nghiền nát và đẫm máu, dù sao đi nữa.
Ultima Thule là vật thể đỏ nhất từng được tàu vũ trụ khám phá, ngoại trừ Sao Hoả, Stern nói. Hành tinh Đỏ nợ màu oxit sắt (rỉ sét), nhưng điều gì đó khác đang diễn ra với 2014 MU69. Nhóm New Horizons cho rằng màu sắc đến từ các phân tử hữu cơ phức tạp được gọi là tholin, hoặc một cái gì đó giống như chúng.
Điều này sẽ không nghe được; tholins được cho là chịu trách nhiệm cho những vệt màu đỏ mà Chân trời mới phát hiện trên Sao Diêm Vương và mặt trăng lớn nhất của nó, Charon.
Và sau đó có một chút nghiền nát: Ultima Thule, đặc biệt là thùy Ultima, đáng chú ý bị san phẳng - "điều mà thực sự không ai mong đợi hoặc dự đoán với các mô hình, gửi các nhà lý thuyết trở lại bảng vẽ", Stern nói với Space.com.
Nhóm nghiên cứu không chắc chắn làm thế nào Ultima Thule có hình dạng bánh kếp. Có thể là sự quay vòng nhanh chóng đóng một vai trò, Stern nói. (Đối tượng hiện hoàn thành một vòng quay sau mỗi 15,9 giờ, nhưng hai thùy cấu thành có thể đã quay nhanh hơn nhiều trong tuổi trẻ của họ, trước khi sáp nhập.)
"Hoặc có thể có rất nhiều sự xói mòn khí động học," Stern nói, viện dẫn khả năng khí và các hạt vật liệu không được tích hợp vào Ultima hoặc Thule có thể đã quét sạch chúng.
Nhiều bí ẩn khác vẫn còn. Ví dụ, Ultima có một số gò đất có kích thước tương tự, có thể là những phác thảo của những mảnh nhỏ hơn tạo nên thùy. Tuy nhiên, không có gò như vậy có thể nhìn thấy trên Thule.
Đó có thể là do hai thùy hình thành theo những cách hơi khác nhau. Nhưng Thule có một miệng núi lửa rộng 4,3 dặm (7 km) được gọi là Maryland. Vì vậy, có thể thùy cũng có gò, nhưng những đặc điểm này đã bị chôn vùi khi tác động phân chia của Maryland xuất hiện trở lại Thule, Stern nói. (Chân trời mới không theo dõi bất kỳ miệng hố lớn nào trên thùy Ultima.)
Ngoài ra, cả hai thùy đều có nhiều hố nhỏ, mà nguồn gốc vẫn chưa được xác định. Và nhiều quá trình hình thành có khả năng tham gia, các thành viên nhóm nghiên cứu cho biết.
"Đánh giá của chúng tôi là các chuỗi các hố có kích thước tương tự có nhiều khả năng được hình thành bởi các quy trình bên trong hơn là tạo ra các lỗ hổng, nhưng các hố bị cô lập cho thấy các đường viền hình tròn xấp xỉ, áp lực bên trong hình bát, và trong một số trường hợp, vành nổi lên, phù hợp hơn với hình thái miệng hố va chạm, "các nhà nghiên cứu viết trong nghiên cứu mới.
Nhóm New Horizons chưa phát hiện ra bất kỳ vệ tinh hoặc nhẫn nào quay quanh Ultima Thule và vật thể này không có dấu hiệu của bầu khí quyển hay bất kỳ sự biến đổi nào giống như sao chổi. Nhưng các nhà nghiên cứu sẽ tiếp tục tìm kiếm khi ngày càng có nhiều dữ liệu đến Trái đất.
Một đối tượng nguyên thủy
Hình dạng hai thùy của Ultima Thule cho thấy mạnh mẽ rằng vật thể này là nguyên thủy, sẽ quay trở lại sự ra đời của hệ mặt trời.
Tốc độ tác động trong khu phố 2014 của MU69 - độ sâu tối, lạnh lẽo ngoài Sao Hải Vương được gọi là Vành đai Kuiper - hiện ở mức khoảng 670 dặm / giờ (1.080 km / giờ). Do đó, một cuộc gặp gỡ hiện đại của hai đối tượng ngoài kia sẽ quá dữ dội để tạo ra Ultima Thule mà chúng ta thấy ngày nay; Hai thùy của nó đã bị phá hủy hoặc biến dạng, Stern và các đồng nghiệp đã tìm thấy.
Thật vậy, công việc người mẫu mà nhóm trình bày tại một hội nghị tháng trước cho thấy vụ va chạm có thể xảy ra vào lúc khoảng 5,5 dặm / giờ (8,9 km / giờ) - chậm hơn hầu hết những người chạy bộ đi. Một "môi trường năng động nhẹ nhàng" như vậy đã có mặt từ lâu, ngay sau khi mặt trời hình thành.
Các dòng bằng chứng khác củng cố quan niệm rằng Ultima Thule là một vật thể cổ xưa và tương đối không thay đổi. Ví dụ, hai thùy của nó tương tự nhau về cả độ sáng và màu sắc, cho thấy rằng chúng hình thành từ cùng một đám mây khí và bụi xoáy từ lâu.
"Đây là nhị phân tiếp xúc nguyên thủy không thể nghi ngờ đầu tiên mà chúng tôi đã thấy gần với một tàu vũ trụ," Stern nói.
Nhiều việc phải làm
Một thành viên trong nhóm Chân trời mới có thể sẽ phá vỡ thêm nhiều bí ẩn Ultima Thule vào một ngày nào đó; Rốt cuộc, hầu hết các dữ liệu bay vẫn chưa xuống Trái đất.
Và ngay cả khi thông tin đó đã được phân tích, có thể còn nhiều việc phải làm. Tàu vũ trụ khỏe mạnh và có đủ nhiên liệu để bay bằng một vật thể không gian sâu khác, Stern nói.
NASA sẽ phải cấp một phần mở rộng nhiệm vụ khác cho điều này xảy ra và nhóm New Horizons không thể nộp đơn xin gia hạn như vậy cho đến năm sau, Stern nói. Nhưng các nhà nghiên cứu chắc chắn có kế hoạch để làm như vậy.
"Chúng tôi đã đến tận Vành đai Kuiper và chúng tôi sẽ cố gắng siết chặt mọi thứ cuối cùng mà chúng tôi có thể [ra khỏi nhiệm vụ này]," Stern nói.
Nhiều tàu vũ trụ sẽ khám phá hệ mặt trời bên ngoài trong tương lai, "nhưng họ sẽ không đến đây bất cứ lúc nào sớm", Stern nói. "Chúng tôi đang ở đây, và chúng tôi sẽ vắt sữa nó."
- Flyby lịch sử của New Horizons của Ultima Thule: Bảo hiểm đầy đủ
- Sao Diêm Vương: Sứ mệnh Chân trời mới của NASA trong ảnh
- Chân trời mới có thể tạo ra một chuyến bay nữa sau Ultima Thule
Cuốn sách của Mike Wall về tìm kiếm sự sống ngoài hành tinh, "Ngoài đó"(Grand Central Publishing, 2018; minh họa bởi Karl Tate), là ra ngay bây giờ. Theo dõi anh ấy trên Twitter @michaeldwall. theo dõi chúng tối trên Twitter @Spacesotcom hoặc là Facebook.
