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Ultima Thule: Ancient Planetestimal im äußeren Sonnensystem

Früh in den Morgenstunden (Eastern Time) am 1. Januar 2019 die New Horizons Raumschiff raste vorbei an dem am weitesten entfernten erforschten Objekt im Sonnensystem. Das winzige Planetesimal, auf das es gestoßen ist, heißt 2014 MU69 und trägt den Spitznamen Ultima Thule. Dieser Begriff bedeutet „jenseits der bekannten Welt“ und wurde 2018 während eines öffentlichen Namenswettbewerbs als temporärer Name für das Objekt gewählt.

Schnelle Fakten: Ultima Thule

  • 2014 MU69 Ultima Thule ist eine alte planetesimale Umlaufbahn im Kuipergürtel, einer Region jenseits von Neptun. Es besteht wahrscheinlich größtenteils aus Eis und seine Oberfläche ist rötlich.
  • Ultima Thule ist mehr als 44 astronomische Einheiten von der Erde entfernt (eine AU beträgt 150 Millionen Kilometer, die Entfernung zwischen Erde und Sonne).
  • Zwei Lappen, Ultima und Thule genannt, bilden den Körper dieses Planetesimals. Sie hingen früh in der Geschichte des Sonnensystems in einer sanften Kollision zusammen.
  • Die Mission New Horizons reist seit ihrem Start am 19. Januar 2006 zum äußeren Sonnensystem. Sie wird durch das Sonnensystem, durch die Oort-Wolke und schließlich in den interstellaren Raum fortgesetzt  . Es verfügt über genügend Strom, um die Exploration bis in die 2020er Jahre fortzusetzen.

 

Was ist Ultima Thule? 

Dieses winzige Objekt umkreist die Sonne in einer Region des Weltraums, dem Kuipergürtel, weit jenseits der Umlaufbahn von Neptun. Da Ultima Thule in dieser Region liegt, wird es manchmal als „transneptunisches Objekt“ bezeichnet. Wie bei vielen Planetesimalen ist Ultima Thule ein hauptsächlich eisiges Objekt. Seine Umlaufbahn ist 298 Erdjahre lang und es wird nur ein winziger Bruchteil des Sonnenlichts aufgenommen, das die Erde empfängt. Planetenwissenschaftler haben sich seit langem für kleine Welten wie diese interessiert, weil sie auf die Entstehung des Sonnensystems zurückgehen. Ihre fernen Umlaufbahnen bewahren sie bei sehr kalten Temperaturen, und das bewahrt auch wissenschaftliche Informationen darüber, wie die Bedingungen vor etwa 4,5 Milliarden Jahren waren, als sich die Sonne und die Planeten bildeten.

Diese perspektivische Ansicht zeigt den Weg des NASA-Raumfahrzeugs New Horizons (gelb) durch das äußere Sonnensystem und den Kuipergürtel. Die Umlaufbahnen der Erd- und Riesenplaneten sind blau dargestellt. Die Punkte zeigen die Standorte repräsentativer Asteroiden in der Nähe der Sonne und Objekte des Kuipergürtels (KBOs), die sich größtenteils außerhalb der Umlaufbahn von Neptun, dem äußersten Riesenplaneten, befinden. NASA / Labor für Angewandte Physik der Johns Hopkins University / Southwest Research Institute / Alex Parker

 

Ultima Thule erkunden

Ultima Thule war das Ziel einer Jagd nach einem anderen Objekt, das das Raumschiff New Horizons nach seinem erfolgreichen Vorbeiflug an Pluto im Juli 2015 untersuchen sollte. Es wurde 2014 vom Hubble-Weltraumteleskop im Rahmen einer Untersuchung nach entfernten Objekten außerhalb von Pluto in entdeckt der Kuipergürtel. Das Team beschloss, die Flugbahn des Raumfahrzeugs auf Ultima Thule zu programmieren. Um eine genaue Vorstellung von seiner Größe zu erhalten, programmierten die Wissenschaftler von New Horizons bodengestützte Beobachtungen dieser kleinen Welt, während sie während ihrer Umlaufbahn einen weiter entfernten Satz von Sternen verdeckte (vor ihnen vorbeiging). Diese Beobachtungen in den Jahren 2017 und 2018 waren erfolgreich und gaben dem New Horizons- Team eine gute Vorstellung von der Größe und Form von Ultima Thule.

Mit diesen Informationen bewaffnet programmierten sie den Pfad und die wissenschaftlichen Instrumente des Raumfahrzeugs, um dieses dunkle entfernte Planetesimal während des Vorbeiflugs am 1. Januar 2019 zu beobachten. Das Raumschiff flog in einer Entfernung von 3.500 Kilometern mit einer Geschwindigkeit von etwas mehr als 14 Kilometern pro Sekunde vorbei. Daten und Bilder strömten zurück zur Erde und werden bis Ende 2020 fortgesetzt.

Die Szene in der Missionskontrolle im Johns Hopkins Applied Physics Lab, als am 1. Januar 2019 das erste klare Bild von Ultima Thule eintraf. NASA / Johns Hopkins University Labor für Angewandte Physik / Southwest Research Institute

Für den Vorbeiflug lud das New Horizons- Team Freunde, Familie und Presse ein. Um den Vorbeiflug zu feiern, der am 1. Januar 2019 um 00:33 Uhr (EST) stattfand, veranstalteten die kombinierten Besucher und das Team eine Zeitung, die als „die geekeste Neujahrsparty aller Zeiten“ bezeichnet wurde. Ein besonderer Teil der Feier war die Aufführung einer Hymne für New Horizons von Dr. Brian May. Astrophysiker im New Horizons- Team und ehemaliger Leadgitarrist der Rockgruppe Queen.

Bis heute ist Ultima Thule der am weitesten entfernte bekannte Körper, der jemals von einem Raumschiff erforscht wurde. Sobald der Ultima Thule-Vorbeiflug abgeschlossen war und die Datenübertragung begann, richtete das Raumschiff seine Aufmerksamkeit auf weiter entfernte Welten im Kuipergürtel, möglicherweise für zukünftige Vorbeiflüge.

 

Die Kugel auf Ultima Thule

Basierend auf Daten und Bildern, die bei Ultima Thule aufgenommen wurden, haben Planetenwissenschaftler das erste binäre Kontaktobjekt im Kuipergürtel gefunden und erforscht. Es ist 31 Kilometer lang und hat zwei „Lappen“, die zu einem „Kragen“ um einen Teil des Objekts verb
unden sind. Die Lappen werden für die kleinen und großen Komponenten Ultima bzw. Thule genannt. Es wird angenommen, dass dieses uralte Planetesimal größtenteils aus Eis besteht, in das möglicherweise etwas felsiges Material eingemischt ist. Seine Oberfläche ist sehr dunkel und kann mit organischen Materialien bedeckt sein, die entstehen, wenn die eisige Oberfläche mit ultravioletter Strahlung der fernen Sonne bombardiert wird. Ultima Thule liegt 6.437.376.000 Kilometer von der Erde entfernt und es dauerte mehr als sechs Stunden, um eine Einwegnachricht zum oder vom Raumschiff zu senden.

Die ersten Farbbilder von 2014 MU69 Ultima Thule. Das rötliche Material ist wahrscheinlich eine Beschichtung, die durch Wechselwirkungen mit ultraviolettem Licht mit dem Eis erzeugt wird.
Die ersten Farbbilder von 2014 MU69 Ultima Thule. Das rötliche Material ist wahrscheinlich eine Beschichtung, die durch Wechselwirkungen mit ultraviolettem Licht mit dem Eis erzeugt wird.  NASA / Johns Hopkins University Labor für Angewandte Physik / Southwest Research Institute

 

Was ist wichtig an Ultima Thule?

Aufgrund seiner Entfernung von der Sonne und seiner stetigen Umlaufbahn in der Ebene des Sonnensystems wird Ultima Thule als sogenanntes „kaltes klassisches Objekt des Kuipergürtels“ angesehen. Das bedeutet, dass es wahrscheinlich während eines Großteils seiner Geschichte an derselben Stelle umkreist ist. Seine Form ist interessant, weil die beiden Lappen darauf hinweisen, dass Ultima Thule aus zwei Objekten besteht, die sanft zusammendriften und den größten Teil der Geschichte des Objekts „aneinander haften“. Sein Spin zeigt eine Bewegung an, die Ultima Thule während der Kollision verliehen wurde und die sich noch nicht gedreht hat.

Es scheint Krater auf Ultima Thule zu geben, sowie andere Merkmale auf seiner roten Oberfläche. Es scheint keine Satelliten oder einen Ring zu haben und es gibt keine erkennbare Atmosphäre. Während des Vorbeiflugs scannten spezialisierte Instrumente an Bord von New Horizons die Oberfläche in verschiedenen Lichtwellenlängen, um mehr über die chemischen Eigenschaften der rötlichen Oberfläche zu erfahren. Was diese und andere Beobachtungen enthüllen, wird Planetenwissenschaftlern helfen, mehr über die Bedingungen im frühen Sonnensystem und im Kuipergürtel zu verstehen, der bereits als „drittes Regime des Sonnensystems“ bezeichnet wird.

 

Quellen

  • Neue Horizonte, pluto.jhuapl.edu/Ultima/Ultima-Thule.php.
  • „Neue Horizonte erforschen erfolgreich Ultima Thule – Erforschung des Sonnensystems: NASA-Wissenschaft.“ NASA, NASA, 1. Januar 2019, solarsystem.nasa.gov/news/807/new-horizons-successfully-explores-ultima-thule/.
  • Beamter, Königin. YouTube, YouTube, 31. Dezember 2018, www.youtube.com/watch?v=j3Jm5POCAj8.
  • Talbert, Tricia. „Die neuen Horizonte der NASA ermöglichen die erste Erkennung des Kuipergürtels.“ NASA, NASA, 28. August 2018, www.nasa.gov/feature/ultima-in-view-nasa-s-new-horizons-makes-first-detection-of-kuiper-belt-flyby-target.

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