Je leest:

New Horizons vindt kosmische sneeuwpop

New Horizons vindt kosmische sneeuwpop

Auteur: | 3 januari 2019

Het buitendeel van het zonnestelsel is onopgeruimd, met ontelbare brokstukken van steen en ijs. Overblijfselen van het zonnestelsel in wording. Ruimtesonde New Horizons bracht op nieuwjaarsdag een flitsbezoek aan zo’n puinstuk. De camera’s legden een nogal merkwaardige ‘sneeuwpop’ vast.

Na zijn spectaculaire bezoek aan Pluto in 2015, ligt voor de Amerikaanse ruimtesonde New Horizons de zogenoemde Kuipergordel voor het grijpen. Dat is de donkere en koude buitenregio van het zonnestelsel, waar het vaartuig met grote snelheid doorheen raast. Onderweg bezoekt de ruimtesonde een of meerdere van de aanwezige komeetachtige brokken van ijs en steen. Dit zijn de vermoedelijke ‘bouwstenen’ van planeten, maar staan zover weg van de zon dat ze er nooit in slaagden samen te klonteren tot zo’n volwaardig hemellichaam.

Ultima Thule door New Horizons. De foto werd genomen van een afstand van 27.000 kilometer. De sonde naderde het hemellichaam tot 3500 kilometer.

Op nieuwjaarsdag bracht de sonde een flitsbezoek aan Ultima Thule, een langwerpig sneeuwpop-vormig object. Inmiddels druppelt de informatie binnen van het verste bezoekje ooit in de ruimtevaart.

Niet een maar twee bollen

Ultima Thule lijkt overduidelijk uit twee aanrakende delen te bestaan. De betrokken wetenschappers van NASA noemen het Kuipergordelobject in een persbericht een contact binary, Ultima Thule is in feite een komeetduo dat elkaar aanraakt. De onderzoekers vermoeden dat het tweetal in het jonge zonnestelsel (toen het slechts een procent van de huidige leeftijd had) onder de invloed van zwaartekracht stapvoets tegen elkaar botste. Daarbij bleven de twee bollen intact en gingen als een hemellichaam verder.

Overigens zijn er al meer van dit soort ‘dubbelkometen’ gevonden. Wetenschappers vermoeden dat komeet 67P, die bezoek kreeg van de Europese ruimtesonde Rosetta, ook uit twee verschillende onderdelen bestaat die door de zwaartekracht aan elkaar plakken.

“De van tevoren bekende feiten over Ultima Thule waren op een hand te tellen”, zegt Alan Stern tegen NEMO Kennislink. Hij is hoofdonderzoeker en directeur van de New Horizons-missie. De Hubble-ruimtetelescoop kon vanaf een baan om de aarde de trage beweging van Ultima Thule om de zon bepalen (omlooptijd bijna driehonderd jaar), de kleur vaststellen (een beetje roodachtig), een inschatting van de grootte maken (twintig tot dertig kilometer), de mate van reflectie van het licht zien (zo donker als aarde) en de zeer onregelmatige vorm bepalen.

De vorm van Ultima Thule geprojecteerd boven het Marker- en IJsselmeer. De ruim dertig kilometer lange komeet zou de meren grotendeels overspannen.
NASA/JHUAPL/SwRI/Roel van der Heijden/Google Earth

“Dat Ultima Thule zo donker is komt waarschijnlijk door het zeer oude oppervlak, dat over de loop van miljarden jaren nauwelijks veranderd is”, zegt Carsten Dominik, sterrenkundige van de Universiteit van Amsterdam. “Een miljarden jaren lang bombardement van straling van de zon en van buiten het zonnestelsel zorgde er waarschijnlijk voor dat het onbeschermde oppervlak er nu zo donker als kool uitziet, met chemisch gezien veel lang koolstofketens.” Waar Ultima Thule precies van gemaakt is, moeten de metingen van New Horizons uitwijzen.

Generaliseren

Voorstelling van het zonnestelsel inclusief de Kuipergordel die bestaat uit miljarden komeetachtige objecten van steen en ijs. In geel de reis van New Horizons. In blauw de planeetbanen, de aarde draait samen met Mercurius, Venus en Mars in het ogenschijnlijk kleine gebiedje in het centrum.

De Kuipergordel – vernoemd naar de van oorsprong Nederlandse astronoom Gerard Kuiper – is groot en telt waarschijnlijk miljarden brokstukken. Van dwergplaneten met een diameter van duizenden kilometers (waaronder Pluto) tot stofkorrels. Ultima Thule zit daar wat betreft formaat tussenin. Het is een stuk groter dan de meeste kometen die (vaak met een staart van gas) worden gespot in de binnendelen van het zonnestelsel. Van die kometen wordt vermoed dat ze onder andere afkomstig zijn uit de Kuipergordel.

Bezoekjes aan dit soort stokoude en in miljarden jaren nauwelijks veranderde hemellichamen kunnen ons veel leren over het ontstaan van het zonnestelsel. Het is alsof je terug in de tijd kijkt. Maar wat zegt het bezoek aan een of twee van de brokstukken eigenlijk over de Kuipergordel als geheel? Het generaliseren van de informatie van een of twee snelle bezoekjes in de Kuipergordel is lastig, aldus Dominik.

“Daarvoor moet je veel meer bezoekjes doen”, zegt hij. “En dat is moeilijk omdat de ruimte er ontzettend leeg is. Zelf met de grote snelheid van ruimtesondes ben je zo een paar jaar onderweg van het ene naar het andere noemenswaardige object. Ultima Thule is uitgekozen omdat het toevallig op de weg van New Horizons ligt. Het zou overigens bijzonder zijn als we nu meteen een heel exotisch Kuipergordelobject te pakken hebben. De kans is groot dat dit een ‘gemiddelde’ vertegenwoordiger is van de objecten in deze regio.”

Pluto gefotografeerd door New Horizons vlak voor zijn aankomst.
NASA

Moeilijker dan Pluto

Volgens Alan Stern, die directeur van de ruimtemissie New Horizons, was het flitsbezoek aan Ultima Thule technisch gezien uitdagender dan het bezoek aan Pluto in 2015. De komeet is veel kleiner en staat verder van de zon, hij weerkaatst veel minder licht dan Pluto. Het navigeren op zo’n klein stipje is lastiger. Camera’s aan boord van de sonde moeten ook met een langere sluitertijd fotograferen, de sonde moet daarom langer stabiel op het hemellichaam gericht zijn. Verder gaat de communicatie met de sonde nu (nog) trager dan in 2015. Commando’s doen er vanaf de aarde nu (met de lichtsnelheid) ongeveer zes uur over om de 6,6 miljard kilometer te overbruggen.

Nieuw doelwit

Volgens Stern is het geheugen van New Horizons op dit moment voornamelijk gevuld met de informatie die het in enkele uren verzamelde over Ultima Thule. Als het goed is, is er ruim zes gigabyte aan wetenschappelijk informatie. Veel foto’s, maar bijvoorbeeld ook informatie van spectrografen, en detectoren die kleine stofdeeltjes oppikken. Al die gegevens moeten door de voor aardse begrippen nogal trage verbinding (in de orde van een kilobyte per seconde). Stern verwacht dat het ongeveer twintig maanden duurt voordat allemaal op aarde is. Wetenschappers gebruiken die data vervolgens voor hun onderzoek, net als bij Pluto.

Uitgelicht door de redactie

Geesteswetenschappen
Woordjes leren met een robot

Biologie
Darmbacteriën voorkomen griepinfectie in longen

Geneeskunde
Onbeperkt schransen op vakantie, wat doet dat met je?

Het bezoekje aan Ultima Thule hoeft overigens niet het laatste te zijn dat New Horizons doet. Volgens Stern kan de nucleaire batterij nog wel een jaar of twintig mee, ondanks dat het vermogen langzaam terugloopt (sinds de lancering in 2006 van 250 naar 190 watt nu). In de lege ruimte kan New Horizons bijvoorbeeld nog het gedrag van de zonnewind meten, de stroom van geladen deeltjes uit de zon.

Misschien is er zelfs nóg een bezoekje aan een ander hemellichaam in de Kuipergordel mogelijk. New Horizons heeft daarvoor wel een koerscorrectie nodig en is afhankelijk van de brandstof die er nog aan boord is. “Volgens onze voorspellingen hebben we nu nog meer brandstof dan wat nodig was om New Horizons na Pluto bij te sturen naar Ultima Thule”, zegt hij. “We hebben dan overigens nog wel een doelwit nodig… Daarnaar gaan we nu op zoek met telescopen op en om de aarde, én met de telescopen aan boord van New Horizons.”

Als we Pluto en andere objecten echt goed willen leren kennen, dan hebben we nieuwe ruimtemissies nodig, denkt Stern. Het liefst stuurt hij een sonde die in een baan om zo’n object raakt voor langdurig onderzoek. “Ik hoop dat dit snel gebeurt”, zegt hij.

Dominik is minder hoopvol over nieuwe ruimtemissies naar de rand van het zonnestelsel. Hij denkt dat missies naar bijvoorbeeld de ijsmanen van Jupiter en Saturnus voorrang zullen krijgen. “Dat is wetenschappelijk gezien enorm interessant. Van twee van die manen – Europa en Enceladus – weten we dat er een vloeibare oceaan van water onder het dikke pak ijs zit. Ik denk dat ruimtevaartorganisaties daar hun pijlen de komende tientallen jaren op richten en proberen uit te vissen wat er in die oceanen zit. Welke chemie daar speelt”, zegt hij.

Weergave van ruimtesonde New Horizons, met verschillende wetenschappelijke instrumenten.
NASA

Bovendien zegt Dominik dat het lastig is om verre objecten zoals Pluto of Ultima Thule langdurig te bezoeken. “Om er binnen een redelijk tijd te komen (lees: tien jaar – red.) moet je een grote beginsnelheid hebben. Om vervolgens weer af te remmen op die plek is er een enorme raket nodig. Die moet je meenemen en dat is erg kostbaar in de ruimtevaart.” Waarschijnlijk moeten we het voorlopig dus doen met het kijkje dat New Horizons ons nu op de Kuipergordel geeft.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 03 januari 2019

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.