Ensimmäiset matalaresoluutioiset kuvat Ultima Thulesta

Nasa julkaisi ensimmäiset matalaresoluutioiset kuvat Ultima Thulesta. Kuvat vahvistavat oletuksen, että kuiperoidi on muodostunut kahdesta kappaleesta. Hieman hämmästyttävää on, että kappaleet ovat lähes pallon muotoisia. Yleensä kymmen–parinkymmenen kilometrin kokoiset kappaleet poikkeavat muodoltaan pallosta merkittävästi. Selitys saattaa olla kappaleiden primitiivisyydessä, ne ovat säilyttäneet noin 4,6 miljardia vuotta sitten syntyessään saaneen muodon.

Ultima Thule matalaresoluutioisessa kuvassa. Vasemmalla alkuperäinen kuva ja oikealla kuvankäsittelyn terävöityksen jälkeen. Kuva (NASA/JHUAPL/SwRI).

Nyt julkaistut kuvat ovat on otettu noin puoli tuntia ennen ohilennon hetkeä. Julkistetut kuvat ovat matalaresoluutioisia versioita, sillä täyden resoluution kuvien lähettäminen Maahan kestää pitkään. Luotain sijaitsee yli kuuden valotunnin etäisyydellä (noin 6,5 miljardia km) ja jotta signaali tulisi ymmärrettävässä muodossa Maahan asti, sen bittimäärä sekunnissa pitää olla hyvin alhainen. Luotaimen lähettimen teho on vain 15 W.

Nasa on nimennyt (485968) 2014 MU69 kuiperoidin osat Ultimaksi (isompi pallukka) ja Thuleksi (pienempi pallukka). Jääkö nimet viralliseen käyttöön jää nähtäväksi, IAU saattaa hylätä ehdotetut nimet. Näin on käynyt melko monta kertaa aikaisemminkin.

New Horizons -luotaimen rata vei sen ensin Pluton ohilenntoon ja sen jälkeen Ultima Thulen ohilentoon. Nasa tekee päätöksen luotaimen toiminnan jatkamisesta ehkä vuonna 2020. Energiaa sen lämpöydinpgeneraattorissa riittää vielä vuosikymmeneksi. Kuva NASA.

New Horizons-luotain ohitti Ultima Thulen

Nasan planeettaluotain New Horizons on tehnyt onnistuneen ohilennon Kuiperin vyön kappaleen (485968) 2014 MU69, joka tunnetaan nimellä Ultima Thule^[1]. Ohilento tapahtui tammikuun 2. päivän aamuna kello 7.33 Suomen aikaa noin 6,5 miljardin kilometrin etäisyydellä Auringosta ja noin 3 500 km etäisyydeltä kuiperoidista^[2]. Samalla Ultimasta tuli etäisin planeettaluotaimen ohi lentämä kappale aurinkokunnassamme. Ultima Thulen koko on noin 32×16 km.

Vasemmanpuoleinen kuva on yhdistelmä New Horizons -luotaimen LORRI-kameran kuvista, joita luotain otti ennen ohilentoa. Oikealla on taitelijan näkemys Ultima Thulesta ja kuvaan on merkitty myös kappaleen (pää)pyörimisakseli. Kuva NASA/JHUAPL/SwRI/James Tuttle Keane.

Lähestyessään kuiperoidia, New Horizons valokuvasi kohdettaan lähes koko ajan. Ensimmäiset pieniresoluutioiset kuvat on jo vastaanotettu ja niistä on selvinnyt jo parikin Ultimaan liittyvää arvoitusta. Ensinnäkin kuiperoidi näyttää olevan muodoltaan keila, ilmeisesti kahdesta eri kappaleen liittymässä muodostunut.

Kuiperoidin pyörimisakseli on yhdistelmän massakeskipisteen kohdalla lyhyemmän akselin suuntainen ja pyörimisakseli on suunnaltaan sellainen, että se osoitti kohti New Horizons -luotaimen lähestymissuuntaan. Pyörimisasento selittää myös sen, miksi kuiperoidin kirkkauden vaihtelu oli lähes olematonta.

Ultima Thule sijaitsee niin etäällä Auringosta, että se vastaanottaa vain 0,05 % siitä Auringon säteilymäärästä mitä maapallo vastaanottaa ^[3], eli noin 0,7 W/m². Väriltään Ultima on punertava ja sen tiedetään olevan seurausta jääpeitteisen kappaleen pinnalle kertyvästä orgaanisesta materiaalista, joka on väriltään punaisen ruskeaa. Orgaaninen materiaali syntyy ultraviolettivalon vaikutuksesta lähinnä metaanista ja mahdollisesti muista hiilipitoisista molekyyleistä. Kuiperin vyössä punertavan pinnan synty vie miljardeja vuosia.

New Horizons jatkaa lentoaan Kuiperin vyössä. Lähikuukausina luotain lähettää valokuvia ja mittausdataa Maahan. Dataa kertyi ohilennolta niin runsaasti, että viimeisimmät bitit datasta saadaan tutkijoiden käyttöön vasta noin 20 kuukauden kuluttua, siis vuoden 2020 lopulla.

Huomautukset

[1] Ultima Thule nimitys tulee antiikin roomalaisilta, jotka merkitsivät karttoihinsa hallitsemiensa alueiden ulkopuolella olevat maa-alueet tällä nimityksellä. Käännettynä Ultima Thule merkitsee lähinnä ”tunnetun maailman ulkopuolella olevaa”.

[2] Kuiperoidi on asteroidin kaltainen Neptunuksen radan ulkopuolella Aurinkoa kiertävä kappale. Asteroideista poiketen kuiperoidit ovat säilyttäneet kemiallisen ja fyysisen rakenteen aurinkokuntamme alkuajoista lähtien (primitiivinen) ja muistuttavat hyvin paljon planetesimaaleja, joista myöhemmin muodostui planeetat.

[3] Maapallon kohdalla avaruudessa Auringon säteilee noin 1368 W/m² teholla.

New Horizons lähestyy Ultima Thulea

Nasan New Horizons -luotain on lähestymässä Kuiperin vyön kohdetta Ultima Thule. Luotain tekee sen ohilennon uuden vuoden yönä. Valmistautuessaan ohilentoon, luotain on ottanut kuvia kuiperoidista jo kolmen kuukauden ajan. Kuvien avulla tutkijat ovat pyrkineet selvittämään sen pyörimisaikaa ja mahdollisesti myös sen muodon.

New Horizons -luotaimen ottama kuva Ultima Thule -kuiperoidista.
Kuva NASA/JHUAPL/SwRI.

Kuiperinvyön kappaleet eivät yleensä ole pyöreitä, vaan pikemminkin pitkulaisia tai jopa kahdesta kappaleesta koostuvia. Valokuvien avulla tehdyssä valokäyrässä ei kuitenkaan ole havaittavissa vähäistäkään vaihtelua, mikä sinällään on vähintäänkin pieni yllätys. Mahdollisia selityksiä on useita, mutta yksikään niistä ei ole kovin todennäköinen.

Ensimmäinen mahdollisuus on se, että Ultima Thulen pyörimisakseli on suoraan lähestyvää luotainta. Paitsi, että tämä on epätodennäköistä, niin se vaatisi jonkin erityisen prosessin kuiperoidin kehityshistoriassa.

Toinen selitys voisi olla se, että kuiperoidin ympärillä olisi komeettamainen koma, ilmakehä, joka koostuu haihtuvista kaasuista ja vapautuvasta pölystä. Jälleen selitys olisi mahdollinen, mutta se vaatisi jonkin ylimääräisen lämmönlähteen syntyäkseen. Auringon lämpö kaukana Neptunuksen radan ulkopuolella ei kuitenkaan ole riittävä selitys.

Kolmas, vielä oudompi selitys olisi se, että Ultima Thule koostuisikin pienistä kuita, joiden valokäyrät sulautuisivat yhteen muodostaen muuttumattoman kirkkauden. Tällaista erillisistä kappaleista kostuvaa ryhmää ei vain ole koskaan havaittu aurinkokunnassamme (eikä muuallakaan).

Ohilennon jälkeen olemme jo selkeästi viisaampia tämäkin asian suhteen. Ensimmäiset kuvat saadaan ensivuoden alussa, jotka varmaankin ratkaisevat valokäyrän mysteerin.