New Horizons utforsker solsystemets mørkeste hemmeligheter

President Trumps såkalte «government shutdown» kunne fått interplanetariske konsekvenser, men fysikkens lover stanser ikke for noen. Første nyttårsdag vil NASA fantastiske lille sonde igjen gi ny innsikt utenfor vår kjente verdens grenser i det den ankommer Ultima Thule.

En kunstners illustrasjon av hvordan passeringen av Ultima Thule kan se ut. Illustrasjon: Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute (JHUAPL/SwRI)

14. juli, 2015 gjennomførte NASAs New Horizon-sonde, etter en ferd på nesten ti år, den første vitenskapelige gjennomflygningen av dvergplaneten Pluto og dens fem måner helt ute ved det såkalte Kuiperbeltet som omringer utkanten av solsystemet. Oppdraget ble en uforbeholden suksess og gav forskere, drømmere og entusiaster over hele verden de første virkelige bildene av den lille planeten langt der ute, en planet frem til da kun kjent for oss gjennom noen få vage piksler fra et Hubble bilde. Så langt fra jorden var Pluto ved passeringen at signalene fra sonden, selv med lysets hastighet, brukte hele fire og en halv time på reisen. Innen signalene som bekreftet at alle sondens motorer hadde gjennomført planlagt antall bevegelser og at harddiskene inneholdt nøyaktig den mengden med data som de håpet, var New Horizons allerede 260.000 kilometer forbi dvergplaneten. På vei videre ut i det ukjente. Hastigheten var nemlig for stor til å kunne bremse ned og gå i bane. Men oppdraget var langt fra over, for det første ville det ta hele 16 måneder å sende alle bildene og alle målingene de syv avanserte instrumentene hadde samlet på  den korte forbiflygningen tilbake til Jorden! Deretter den et helt nytt liv av NASA etter å ha blitt en enorm publikumssuksess; Kuiperbeltet og dets hav av små og store dvergplaneter, kometer og mysterier skulle nå utforskes frem til minst 2021. Teamet bak New Horizons hadde allerede året før fått tilgang til det ypperste astronomiske teleskopet av dem alle, Hubble teleskopet, og var for lengst i gang med arbeidet med å finne et nytt mål for den lille plutoniumdrevne sonden. Hubble fant raskt tre potensielle mål for New Horizons, alle for små til å bli sett med teleskop fra jorden og alle med en størrelse på rundt 30-55 km i diameter og nesten 44 ganger så langt fra jorden som jorden er fra solen. Alle var såkalte klassiske Kuiperbelteobjekter med lav eksentrisitet, det vil si at de går i en veldig sirkulær bane rundt solen sammen med de aller eldste mest uforstyrrede delene av Kuiperbeltet, i motsetning til Plutosystemet som har en høyere eksentrisitet og dermed går i en mer elliptisk bane. Med lite drivstoff igjen ble den som krevde minst justering av sondens bane valgt. 2014 MU69 ble fort nok gitt det passende, og langt mer huskverdige, klengenavnet Ultima Thule, en klassisk betegnelse på det store ukjente forbi grensen til verdens ende lengst nord, av forskerteamet bak New Horizons.

Kuiperbeltet og solsystemets spede begynnelse

New Horizons reise handler ikke bare om å utforske og forstå noen få planetariske objekter ved utkanten av solsystemet, der solen mer og mer ligner en sterk lysende stjerne og ikke den evige livbringende kilden til varme og lys vi så ofte tar for gitt her på Jorden. Sondens ferd gir oss hele tiden mer verdifull innsikt i noen av solsystemets eldste objekter, deres sammensetning og kanskje til og med hvordan de tidligste planetene ble dannet. Kuiperbeltet har så vidt vi vet mange likheter med asteroidebeltet som ligger mellom Mars og Jupiter; begge er rester fra solsystemets fødsel og planetenes dannelse. I motsetning til steinene og metallene i asteroidebeltet, består derimot Kuiperbeltets mange tusen kjente objekter for det meste av klumper av frosne gasser i isform, noe som knytter de nærmere gasskjempene i det ytre solsystemet enn de steinete planetene i det indre. New Horizons har derfor hatt som oppgave både før og etter møtet med Ultima Thule å peke sine teleskoper mot så mange Kuiperbelteobjekter som mulig og prøve å utlede deres form og komposisjon og baner. Det endelige tallet vil sannsynligvis ligge rundt 25 Kuiperbelteobjekter.

Kuiperbeltet ligger i den såkalte «tredje sone» i solsystemet, utenfor steinplanetene og gasskjempene. Regionen inneholder milliarder av objekter, inkludert kometer, dvergplaneter og planetesimaler som Ultima Thule. Illustrasjon: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Allerede gitt oss et mysterium

De siste oppdateringene fra lederen av prosjektet, Dr Alan Stern, viser at New Horizons er i god form og at fartøyet allerede er i gang med forbiflygningsprogammet. I tillegg har de siste observasjonene bevist at dette er et objekt som ikke ligner noe annet vi har besøkt i verdensrommet før. Ved å ta kontinuerlige bilder av Ultima Thule med New Horizons har man sett at den målte lysmengden som Thule reflekterer ikke forandrer seg slik man hadde forventet. Normalt roterer planetariske objekter rundt sin egen akse, og siden vi vet fra andre observasjoner at Thule ikke er et rundt objekt så burde lysmengden variert betydelig med rotasjonen, men det gjør den merkelig nok ikke. En mulighet er at objektet er vendt med en av polene mot sonden slik at man ser rett mot rotasjonsaksen, men det vil i så fall være svært uvanlig og lite sannsynlig. En annen mulighet er at den er omringet av en sky med støvpartikler som gir en diffus refleksjon på samme måte som en komets koma ofte overgår lyset fra dens kjerne. En tredje mulighet i følge NASA er det de kaller en bisarr situasjon hvor mange små surrende og ramlende måner omgir objektet og reflekterer lys uavhengig av hverandre. Svaret vil vi forhåpentligvis få i løpet av noen dager når de første dataene begynner å ramle inn etter det som nå er blitt til en 6,25 timer lang reisetid for signalene til jorda. Hvem vet, kanskje den bare roterer veldig, veldig sakte?

Ultima Thule på julaften 2018. Bilde: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Hva vi kan forvente de neste dagene

Sent lørdag 29. desember begynner de formelle vitenskapelige observasjonene av Ultima Thule. Sonden starter igjen med detaljerte målinger av lysmengden Thule avgir over en periode på seks timer slik at vi kanskje får svaret på spørsmålet rundt den mystiske lysmengden. Deretter begynner en ny seks timer lang periode den 30. desember med varierte observasjoner med alt fra fargebilder til søk etter små måner og andre satellitter rundt objektet, inkludert nye målinger av lysmengden den reflekterer. Det samme gjentas tidlig på dagen nyttårsaften før kommunikasjon med sonden avsluttes før den mest intense datasamlingen begynner natt til 1. desember 2019. Klokken 06.33 norsk tid er New Horizons på sitt nærmeste, men først klokken 16.28 vil vi få en indikasjon på hvordan det står til med sonden igjen da den sender en kjapp rapport. De første vitenskapelige dataene blir forhåpentligvis mottatt kvart over ni tirsdag kveld, sammen med et 100 piksler «stort» bilde. På vei ut fra Thule vil forskerne sende et radiosignal fra jorda som de håper å kunne reflektere av Thule for så å la New Horizons lese av signalet. På den måten vil de kunne få et ekstra inntrykk av om Thule har ringer eller en atmosfære som er vanskelig å se visuelt. Totalt vil sonden samle inn 50 gigabit med data som vil ta hele 20 måneder å sende til jorden på grunn av den lange avstanden. Hvis alt går som det skal håper forskerne å kunne søke om ytterligere forlengelse av prosjektet med mål om å fly forbi minst ett objekt til senere.

NASA TV sender live allikevel

De siste gode nyhetene er at NASAs sjef Jim Bridenstein senest i kveld bekreftet at deres medieavdeling hadde blitt forhåndsfinansiert slik at deres live-dekning av ferden vil gå som planlagt, på tross av Donald Trumps «shutdown» av de føderale tjenestene for å tvinge igjennom sin mur mot Mexico som mange fryktet ville legge en demper på den offentlige interessen for en fantastiske bragden teamet bak har gjort for å gjennomføre den fjerneste utforskningen av solsystemet i historien.