Adéu a Ultima Thule, benvingut a Arrokoth

El sobrevol de l’objecte celeste més llunyà  realitzat per un artefacte artificial terrestre va ocórrer a principi d’any quan la nau New Horizons passà prop de l’objecte del Cinturó de Kuiper 2014 MU69.

Ara aquest objecte, residu de la formació del Sistema Solar, ha estat oficialment anomenat Arrokoth, un terme nadiu americà que significa “cel” en la llengua dels Powhatan.

Amb el consentiment de la gent gran i representants de la tribu Powhatan, l’equip de New Horizons de la NASA va proposar aquest nom a la Unió Astronòmica Internacional (IAU) i al Centre de Planetes Menors. Cal recordar que la IAU és l’única autoritat internacional autoritzada per anomenar objectes celestes. El nom va ser anunciat la setmana passada en una cerimònia a la seu de la NASA a Washington, DC, Estats Units.

El nom Arrokoth “reflecteix la inspiració de mirar al cel i preguntar-se sobre les estrelles i els mons més enllà del nostre“, va dir Alan Stern, investigador principal de New Horizons i membre del Southwest Research Institute, Boulder, Colorado. “Aquest desig d’aprendre és al cor de la missió New Horizons, i ens sentim honrats d’unir-nos amb la comunitat Powhatan i la gent de Maryland en aquesta celebració de descobriment“.

L’anterior nom, Ultima Thule, que tots ja teníem interioritzat, va ser adoptat com a sobrenom o nom de treball després d’una votació popular. No obstant això, aquest nom va ser ràpidament criticat a causa de l’associació amb el nazisme. En efecte, els ocultistes nazis van situar la ciutat de Thule com el suposat origen mític de la raça ària, encara que també es va usar comunament en la literatura grega i llatina antiga i en l’edat mitjana, així com en la cultura històrica del poble inuit (esquimals ) per referir-se a una ciutat mítica al nord de l’Atlàntic. De fet existeix actualment una base nord-americana a Groenlàndia amb aquest nom.

La Societat Thule va ser el patrocinador clau del que es va convertir després en el Partit Nazi, i alguns neonazis moderns i membres de la ultradreta continuen usant aquest terme. Molts pocs membres de l’equip de New Horizons sabien d’aquesta associació quan van seleccionar el sobrenom, i des de llavors havien defensat la seua elecció.

Que un grup de fanàtics utilitze un nom no hauria de ser suficient per evitar usar-lo, sobretot si aquest nom no era tan d’us comú com aquest. Tanmateix el nom Ultima Thule, encara que és bonic, fàcil de recordar i que mostrava clarament la natura dual de l’objecte no complia de manera clara les recomanacions de la IAU per nomenar objectes celestes (apartat Minor Planets)

Proposed names should be:

  • 16 characters or less in length
  • preferably one word
  • pronounceable (in some language)
  • non-offensive
  • not too similar to an existing name of a Minor Planet or natural Planetary satellite.

És a dir, s’incompleix el punt 2, preferiblement una sola paraula, i el punt 4, no ofensiu. I era molt ofensiu per a molta gent.

Per tant s’obre un debat a la comunitat astronòmica, i en la societat en general, per si és lícit o no usar paraules o expressions que han usat personatges d’una ideologia que ha causat milions de morts en el segle XX o, per contra, podem donar un ús més pacífic i normal a aquests paraules. Com explicà a principis d’any en una conferència de premsa Alan Stern, investigador principal de New Horizons, “El terme Ultima Thule, que té una antiguitat de molts segles, possiblement mil anys, és un meme meravellós per a l’exploració, i és per això que el vàrem triar… Només perquè a unes males persones els va agradar aquest terme, no els deixarem que se l’apropien“.

Finalment, però, han acceptat buscar un terme alternatiu associat a la cultura dels pobles nadius que vivien a la regió on es va descobrir l’objecte; en aquest cas, tant el Telescopi Espacial Hubble (a l’Institut de Ciència de Telescopi Espacial) com la missió New Horizons (en el Laboratori de Física Aplicada Johns Hopkins) operen als afores de Maryland, un vincle amb la importància de la regió de la Badia de Chesapeake per als Powhatan.

Imatge: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Roman Tkachenko.

La sorprenent forma plana d’Ultima Thule

L’objecte del cinturó de Kuiper, Ultima Thule, que sobrevolà la nau New Horizons el dia de cap d’any, no deixa de donar-nos sorpreses. Les poques imatges que ens havien arribat fins ara el mostraven com un objecte bilobulat de cossos quasi-esfèrics en contacte. Però com en un fulletó per entregues, les imatges van arribant a poc a poc i cada vegada hi ha novetats. I les que han arribat aquests darrers dies han deixat els científics de la missió bocabadats. Els dos components d’Ultima Thule són plans! Qué és això?

El passat 1 de gener, quan feia 10 minuts que s’havia passat el punt de màxima aproximació a Ultima Thule, la nau va girar per fotografiar-lo a contrallum. A 8862 km de distància i a  més de 50000 km/h va caldre augmentar el temps d’exposició per captar el cos bilobulat en la foscor. Les imatges van quedat una mica borroses però, així i tot, han revelat un fet sorprenent. Els dos cossos que formen Ultima Thule són plans, sobretot Ultima. El perfil fi il·luminat del contrallum sobre les estrelles és incompatible amb uns objectes quasi-esfèrics. A més a més si s’analitzen detalladament com van amagant-se les estrelles del fons a mesura que es mou la nau, s’esvaeixen tots els dubtes. Ultima Thule ja no es pot descriure com un “homenet de neu” sinó, més bé, com la unió d’una anou i una galleta.

Els científics de la missió han creat un vídeo a partir de les 14 fotografies que la càmera LORRI (New Horizons Long Range Reconnaissance Imager) va fer en allunyar-se d’Ultima Thule.

Aquesta és una increïble seqüència d’imatges, presa per una nau espacial que explora un món petit situat a 6.4 mil milions de quilòmetres de distància de la Terra“, ha dit l’investigador principal, Alan Stern, del Southwest Research Institute. “Res com açò s’ha vist mai en cap imatge (planetària)“.

Els nostres prejudicis al hora de veure objectes celestes ens havien format una imatge falsa de la realitat. Les primeres imatges mostraven objectes circulars i nosaltres intuïren que havien de ser esfèrics, per tant.

Com dius Alan Stern “Teníem una impressió d’Ultima Thule basant-nos en el nombre limitat d’imatges retornades en els dies que envolten el sobrevol, però veure més dades ens ha canviat significativament la nostra visió.  Més a prop de la realitat és dir que la forma d’Ultima Thule és plana, com una galleta. Però el més important és que les noves imatges creen un trencaclosques científic sobre com s’hauria pogut formar aquest objecte“.

De moment no es té cap idea com s’ha pogut formar un objecte d’aquesta classe. Si realment Ultima i Thule són planetesimals primigenis apagats de l’època de la formació del sistema solar cal replantejar-se com es formen aquests cossos que formaren els planetes.

Objectes tan plans no són gen comuns en el sistema solar. Només algunes llunes pastores de Saturn com Atlas, Dafne i  Pan tenen aspectes similars. Tanmateix en aquests casos la forma apanada i en forma de platet volador prové de l’acumulació de material dels anells.

La figura adjunta mostra en la part superior el model que es va construir a partir de les primeres imatges rebudes d’Ultima Thule. La vista inferior és el model actual que l’equip pensa que és més adequat per a Ultima Thule, però encara amb certa incertesa, ja que tota una regió estava essencialment oculta a la vista, i no il·luminada pel Sol, durant el sobrevol de New Horizons. Les línies blaves discontínues abasten la incertesa en aquest hemisferi, la qual cosa demostra que Ultima Thule podria ser més plana que, o no, tan plana com es mostra en aquesta figura.

Un objecte ben curiós aquest Ultima Thule. Continuarà.

Imatges:

1.- Ultima Thule vist com un creixent lunar l’1 de gener de 2019 des de 8862 km de distància por la cámara LORRI de la New Horizons. Passaven deu minuts de la màxima aproximació (NASA/JHU-APL/SwRI/NOAOP).
2.- Noves dades, nova visió. NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute.

Ultima Thule: nous detalls, nous misteris

Aquests dies ha arribat una nova imatge captada per la sonda New Horizons de l’objecte del cinturó de Kuiper 2014MU69, conegut per Ultima Thule. Aquesta vegada, però, la imatge és d’alta resolució i permet descobrir detalls de l’orografia del cos no observats abans en les anteriors fotos.

New Horizons, llançada el 2006, està explorant les zones externes del Sistema Solar. El juliol de 2015 ja ens envià detallada notícia de Plutó i el passat 1 de gener passà prop de l’objecte del Cinturó de Kuiper. La sonda és una missió low cost de la NASA que va haver de sacrificar nombroses opcions, ben normal en d’altres, com per exemple, l’ús d’una única antena d’alt guany per a telemetria i enviament de dades. És per això que és necessari que les dades d’alta resolució es vagen enviant de mica al llarg dels pròxims mesos.

La nova imatge va ser obtinguda per la càmera visible multicolor  (MVIC) de l’instrument Ralph el dia del sobrevol, a les 05:26 UT, i des de 6700 km, només 7 minuts abans de l’aproximació màxima.

Amb una resolució original de 135 metres per píxel, la imatge ha estat guardada en la memòria de la nau fins ara i retransmesa a la Terra entre el 18 i 19 de gener. L’equip de la missió ha tractat la imatge per millorar-ne els detalls, procés conegut com a deconvolució, encara que el procés augmenta el gra de la imatge quan s’observa en alt contrast.

Nova imatge d’Ultima Thule on s’assenyalen alguns dels trets orogràfics més significatius. Marques subjectives meues.

Ara, a diferència de les imatges anteriors, la llum del Sol incideix de manera obliqua en l’objecte que manera que es revelen en la part superior nous detalls orogràfics al voltant de la línia dia/nit, o terminador. Aquests detalls inclouen nombrosos petits cràters de fins a 700 metres de diàmetre. A més a més, la  gran forma circular, d’uns 7 quilòmetres de diàmetre en Thule, el menor dels dos lòbuls, també sembla ser una depressió profunda. No està clar si aquests pous són cràters d’impacte o són derivats per altres processos, com ara col·lapses del terreny per sublimació de materials volàtils com passa en els cometes.

A banda d’açò, ambdós lòbuls mostren misteriosos patrons de línies clares i fosques d’origen desconegut, l’anàlisi de les quals pot donar claus per explicar com aquest cos va ser originat durant la formació del Sistema Solar fa uns 4,5 mil milions d’anys.  Dos d’aquestes “línies” són clarament visibles, un cercle en la part central d’Ultima, el lòbul gran i el “collar” brillant que separa els dos lòbuls.

Aquesta nova imatge comença a revelar diferències en el caràcter geològic dels dos lòbuls d’Ultima Thule, i també ens presenta nous misteris“, ha dit l’Investigador Principal Alan Stern, del Southwest Research Institute de Boulder, Colorado. “Al llarg del pròxim mes, hi haurà millors imatges en color i amb millor resolució que esperem ajuden a desentranyar els nombrosos misteris d’Ultima Thule“.

Captura de pantalla de la web de la xarxa d’espai profund de la NASA, en comunicació amb la nau New Horizons.

Actualment New Horizons es troba a 6.64 mil milions de quilòmetres de la Terra, en una trajectòria d’escapament del Sistema Solar amb una velocitat de 50700 quilòmetres per hora. A aquesta distància, els senyals de la nau triguen sis hores i nou minuts en ser recollits per les grans antenes d’espai profund de la NASA situades en la superfície de la Terra (Madrid, Goldstone, Camberra). Com podeu comprovar en la figura adjunta, a l’hora d’escriure la crònica, l’antena de 14 metres de Goldstone en Califòrnia estava en comunicació directa amb la nau (NHPC).

Continuaré informant.

Imatges: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute i NASA.

El sobrevol d’Ultima Thule

Una setmana després del sobrevol de New Horizons sobre l’objecte del Cinturó de Kuiper, Ultima Thule, els membres de l’equip de la missió s’han pres uns dies de vacances. Cosa indispensable després d’unes setmanes intenses de treball, sense Any Nou i sense possible contacte amb la nau, ara que  es troba en conjunció amb el Sol i la comunicació amb ella és impossible fins el 10 de gener.

Abans, però, de deixar les instal·lacions del Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL), a Maryland, se celebrà una darrera conferència de premsa per detallar el sobrevol, aportar noves imatges i tractar de respondre, de manera provisional, a algunes preguntes.

Sembla que, provisionalment, es pot afirmar que no hi ha objectes en òrbita al voltant d’Ultima Thule. Això ja se suposava donat que els darrers mesos les càmeres de la nau havien cercat de manera intensiva possibles llunes, sense trobar res. L’amenaça d’una col·lisió preocupava molt l’equip. Ara, l’anàlisi detallat de les imatges rebudes confirma que Ultima Thule està sol a l’espai.

Tampoc s’ha trobat cap indici d’una atmosfera al voltat del cos. Plutó va sorprendre tothom en presentar una atmosfera poc densa però amb efectes en l’orografia plutoniana. Ara, però, Ultima Thule no ens sorprèn per aquesta banda, cosa normal si pensem en la seua petitesa, sense capacitat de mantindre gravitatoriament una capa gasosa al seu voltant.

Respecte al color de l’objecte, tant el cos més gran Ultima, com el més menut, Thule, presenten un color rogenc semblant, cosa que indica que es formaren en la mateixa regió del Sistema Solar. A més a més, és un color característic dels objectes del Cinturó de Kuiper freds clàssics, observats amb telescopis des de la Terra.

S’ha començat a modelar alguns dels pocs trets orogràfics visibles de la superfície d’Ultima Thule. L’intrigant brillantor del coll que uneix les dues quasi esferes s’explicaria com una zona on aniria depositant-se material fi a causa de la forta inclinació (major de 30º) de les pendents. De tota manera encara caldrà esperar les dades espectroscòpiques per poder explicar quin procés geològic estaria actuant per soltar aquesta pols fina.

Gif animat d’Ultima Thule fet a partir de dues imatges separades  38 minuts. Les imatges van ser preses pel Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) a les 4:23 i 5:01 hora universal de l’1 de gener de 2019 des de 61.000 quilòmetres i 28.000 quilòmetres, amb resolucions de 310 metres/px i  140 metres/px. Crèdit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

El gir de l’objecte Ultima Thule s’ha pogut veure clarament a partir de la superposició de dues imatges obtingudes amb 38 minuts de separació temporal. En canviar l’angle d’incidència de la llum solar, alguns detalls topogràfics de l’objecte poden ser reconeguts: la brillantor del coll d’unió, la presència d’una gran cavitat (un cràter?) en el lobul Thule, i la d’una altra no tan clara en Ultima.

Tothom, però, esperava les imatges més espectaculars, les estereogràfiques o 3D que permeten, amb unes ulleres especials crear una il·lusió de profunditat. El músic i astrofísic Brian May s’encarregà de crear dues imatges d’Ultima Thule lleugerament diferent per superposar-les i fer possible una visió tridimensional de l’objecte.

Per veure la imatge en 3D cal creuar els ulls fins que aparega una tercera imatge al mig de les dues. Crèdit: Dr. Brian May

A partir d’aquestes s’ha creat una imatge conjunta que, amb l’ajuda d’unes ulleres anàglif permeten veure directament el relleu, encara poc resolt, de l’objecte Ultima Thule.

La contribució del Dr. Brian May, ex-guitarrista de Queen, i ara expert en imatge 3D astronòmica, va ser reconeguda pel mateix Alan Stern, en una reunió de l’equip de treball de la missió: WE, WILL ROCK YOU! Brian May! (mireu el vídeo fins al final, espectacular!)

Per cert que el Dr. Brian May va presentar el seu tema dedicat a la missió New Horizons, començant amb la veu sintètica del Dr. Stephen Hawking.

The voice of Dr. Stephen Hawking: “The revelations of New Horizons may help us to understand better how our solar system was formed.”

New horizons to explore
New horizons no one’s ever seen before
Limitless wonders in a never-ending sky
We may never, never reach them
That’s why we have to try

New horizons to take our breath away
New horizons getting closer every day
Somewhere in the distance, a wonder will appear
One day New Horizons will be very, very near
That’s why we’re here

Tonight the hand of man reaches out
To throw light on how life came about
Computer is reckoning an all-time high
The future is beckoning onward and onward we fly
New horizons a dream coming true

New horizons that will change our point of view
The fruits of wishful thinking we taste them for real
We’re off to new horizons so hold on to the wheel
That’s how we feel

New horizons every day

The voice of Dr. Stephen Hawking: “New Horizons”

New horizons
New horizons every day
Ooh

Continuarà…

Més informació:

Legendary Queen guitarist Brian May is also an astrophysicist with a PhD

 

Imatges:  NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Ultima Thule ens mostra finalment el seu aspecte

Com sap fer molt bé la NASA en les grans ocasions, la conferència de premsa per presentar les primeres imatges d’Ultima Thule, l’objecte més llunyà explorat per la humanitat, ha sabut mostrar el valor de l’esforç i el resultat d’una feina ben feta. Ha estat realment emocionant. Allí en una taula, les quatre persones més importants de la missió, dos homes i dues dones, han explicat per torns el més rellevant (i conegut fins ara) captat pels instruments de New Horizons la matinada de l’any nou.

Alan Stern, investigador principal de New Horizons, Southwest Research Institute, ha començat parlant de les dificultats de la missió, de la gran velocitat que ha hagut d’assolir la nau per arribar en un temps prudencial al seu objectiu, de la foscor dels objectes il·luminats per un Sol situat a 6500 milions de quilòmetres i, tot i així, la missió s’ha culminat amb èxit.

I després d’aquesta breu introducció, ha mostrat la imatge que tots esperàvem, tot comparant-la amb la que coneixíem fins ara, la forma allargada captada el 31 de desembre.

I de quina manera ha canviat un dia després. Un objecte clarament bilobulat molt semblant a un cacauet gegant, encara que damunt la taula disposaven de dues creïlles (patates) grosses per a que la premsa i el públic que ho veia en directe se’n fes una idea clara.

Ha resultat ser finalment un objecte binari en contacte. Un objecte que fa milions d’anys eren dos objectes separats, un gran cos arrodonit, al que se li ha assignat el nom d’Ultima, i un altre de més menut de nom Thule, amb una grandària conjunta d’uns 33 km. I encara que semblen un cacauet, potser per ser temps de Nadal, l’equip de la missió pensa que s’assembla més a un ninot de neu.

Així que el model de l’objecte Ultima Thule fet a partir de les observacions fet en Argentina el 2017 quan va eclipsar una estrella no estaria massa errat tal com ha mostrat Alan Stern en una figura en la que s’ha acoblat la imatge obtinguda amb la seua ombra mesurada des de la Terra. No hi ha satèl·lits ni objectes pròxims. Un entorn net que ha facilitat la supervivència de la nau.

Com es veu a la figura, tot ajusta perfectament.

Seguidament, Cathy Olkin, Investigadora adjunta a New Horizons, Southwest Research Institute, ha parlat de la forma de l’objecte i de la seua aparença. Però primerament ens ha fet cinc cèntims de la resolució del primer misteri d’Ultima Thule. L’objecte ha estat observat des de fa mesos sense que presentara cap variació mesurable de lluminositat, cosa que indicaria que, o bé no giraria o bé que l’eix de gir estava en direcció a la nau.

Sembla que la combinació de la direcció de l’eix de gir i el fet de ser dues esferes en contacte és la causa que la variació de la lluminositat de l’objecte siga major de l’1%, molt diferent que si fora un el·lipsoide (15%). S’ha determinat que el període de rotació és d’unes 15 hores.

S’hi han observat diferents textures sobre la superfície. Algunes zones són més brillants i d’altres més fosques. L’albedo (el tant per cent de llum reflectida) és d’un 15% per a les zones clares i d’un 6% per a les fosques. L’objecte és realment fosc si recordem que el carbó reflecteix un 8% de la llum incident.

Una cosa ben curiosa és que el punt de contacte dels dos lòbuls és justament la zona més brillant, amb una pendent més alta, d’un 30º, formada segurament amb pols més fina que ha anat dipositant-se des d’altres indrets.

Carly Howett, co-investigadora de New Horizons, Southwest Research Institute, ha comentat els colors que presenta Ultima Thule. A falta que New Horizons envie les dades espectroscòpiques, cosa que trigarà mesos, el color rogenc que presenta l’objecte ens pot donar idea de la composició de la superfície. A primera vista l’aspecte és similar a la zona polar nord de Caront, la principal lluna de Plutó, l’anomenada Mordor Macula. Podrien ser molècules orgàniques creades per la llum solar (tolines) i partícules energètiques encara que, ha remarcat, el procés de creació seria ben diferent. La llum del Sol a la distància en la que es troba Ultima Thule està ben disminuïda. Aquestes preguntes es respondran quan es tinguen les dades infraroges i les imatges en alta resolució. Les que han arribat ara tenen uns 140 m/px (trets menors de 140 m no es poden veure). Les imatges d’alta resolució són quatre vegades més detallades (35 m/px) però cadascuna pesa 1Mpx i, donada la baixa velocitat de transmissió (1000 bps) de l’antena de la nau, s’aniran enviant a poc a poc fins el 2020.

Ultima Thule és rogenc segons la càmera Ralph a 137000 km de distància. A l’esquerra la imatge en el seu color original. Al centre la imatge en blanc i negre de la càmera LORRI. A l’esquerra la superposició de les dues imatges. (NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute).

La semblança del color rogenc de l’objecte amb Mordor Macula de Caront, també fotografiats per les càmeres de New Horizons el 2015, és ben evident. (NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute)

Finalment Jeff Moore, cap de geologia i geofísica de la missió New Horizons, NASA Ames Research Center, ha explicat les característiques de l’objecte i la probable història de la seua formació.

Primerament ha remarcat l’absència de cràters a la superfície d’Ultima Thule, cosa ben sorprenent. Tanmateix la resolució de les imatges és baixa i quan arriben les d’alta resolució podem tindre sorpreses. A més a més la nau New Horizons va fer el sobrevol de l’objecte tenint el Sol al darrere, de manera que els cràters no tenien el millor angle d’il·luminació per veure’l bé. El relleu no s’observa bé ja que hi ha poques ombres.

Jeff More ha destacat que Ultima Thule sembla un objecte resultat del xoc a baixa velocitat de dos cosos primigenis. Aquests serien els primers objectes formadors de cossos més grans observats de prop. Són realment els famosos planetesimals predits per la teoria de formació del sistema solar, les peces de l’origen dels planetes.

Potser recordeu cometes i asteroides que també presenten aquest aspecte bilobulat però la seua forma s’explica per xocs violents en el cas d’asteroides o per sublimació dels gels en el cas dels cometes que fan més primes algunes zones.

La formació d’Ultima Thule, tal com el veiem ara, va ocórrer a les primeries de la història del sistema solar, fa uns 4500  milions d’anys. Molts roques gelades xocaven, s’unien i es destruïen. De tot aquest caos primigeni, en aquesta zona de l’espai va romandre un parell d’objectes, Ultima i Thule, que després d’orbitar durant mil·lennis acabaren per ajuntar-se lentament per formar el cos celeste tal com el coneixem avui.

Aquest objecte és, per tant, una relíquia dels nostres orígens celestes. No ha estat mai prop del Sol i, per tant, no ha estat modificat i no ha evolucionat. Perpètuament a temperatures baixíssimes, el seu estudi detallat amb les dades presentades avui, i amb les que vindran més endavant, ens revelarà molt sobre els orígens del sistema solar. De fet, com ha dit Alan Stern al final de l’acte, en les passades 48 hores hem conegut més sobre la formació del sistema solar que en els últims anys de recerca.

A més a més, a les preguntes d’un periodista sobre el pròxim objectiu de la nau New Horizons, ha fer saber que donat que la nau està bé de salut i que la font de radioisòtop que alimenta els instruments durarà encara 15 o 20 anys no descarta enviar-la a explorar altres mons del cinturó de Kuiper. Tanmateix caldrà esperar al 2020 per demanar l’extensió de la missió a la NASA. Hi ha milers d’objectes per explorar i cal planificar-ho bé, amb observacions des de terra per elegir l’objectiu adient.

La roda de premsa on s’han presentat les primeres imatges i dades d’Ultima Thale. Amb un model de l’objecte sobre la taula. NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Les meravelles del nou mon Ultima Thule tindran seguida durant els pròxims dies i mesos. Continuarà…

Imatges:
Totes són de NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute.

Brian May commemora amb un tema l’arribada a Ultima Thule

Brian May, guitarrista del mític grup Queen, és a punt de publicar el seu primer treball en solitari després de més de 20 anys amb l’edició digital de “New Horizons”. Aquest nou tema ha estat escrit per Brian i Don Black, i gravat i completat aquest mes. El senzill s’estrenarà mundialment a la sala de control de la NASA, a la seu de Maryland el dia d’Any Nou, dimarts 1 de gener.

Aquest és el primer senzill com a solista del guitarrista des de “Why Do not We Try Again”, pres de l’àlbum “Another World” el 1998.

Ací podeu escoltar la preview del tema, només un minut.

“New Horizons” és la cançó homenatge personal de Brian May a la missió de la NASA New Horizons, que en el Dia d’Any Nou de 2019 farà una trobada amb un objecte del Cinturó de Kuiper, el cos remot anomenat Ultima Thule, molt més lluny de Plutó i situat a uns 6,5 mil milions de quilòmetres de la Terra.

L’astrofísic Dr. Brian May és reconegut durant una reunió de ciència de New Horizons a les oficines centrals de la NASA, Washington, DC. Va passar un llarg cap de setmana d’aniversari amb l’equip de ciències, va assistir a dos plenaris de ciències matinals, a una reunió amb el grup Student Counter Dust, i va treballar en el processat de les imatges estereoscòpiques de Plutó amb l’equip de  Geologia, Geofísica i Imatge (GGI). Crèdits: NASA / Joel Kowsky

Brian May, no només és un gran músic sinó que, a més a més, té un doctorat en astrofísica. Quan era jove i estudiava a la universitat va haver d’optar per continuar la seua tesi o seguir amb l’exitosa carrera musical junt amb el grup Queen. Com tot sabeu va optar per la música. Fa uns anys, ja jubilat del grup, va continuar la tesi, tants anys aparcada, i ara ja és doctor en astrofísica, especialista en el Sistema Solar. Actualment  és un col·laborador de la missió New Horizons. Ja va estar amb l’equip de la missió el 17 de juliol del 2015 quan la nau sobrevolà Plutó, com es pot veure a les fotografies adjuntes. Aleshores va aconseguir la primera imatge estereoscòpica del planeta nan Plutó, a partir de les imatges captades per la sonda New Horizons.

Ara tornarà a estar amb l’equip a la base d’operacions de New Horizons a la central de la NASA a Maryland, el Dia d’Any Nou per veure l’encontre històric amb Ultima Thule.

Brian May analitza les últimes imatges de Plutó i Caront amb membres del grup de New Horizons GGI, Laboratori de Física Aplicada de la Universitat Johns Hopkins, Laurel, Maryland.
Crèdits: NASA / JHUAPL / SwRI / Henry Throop

Si teniu interés en conèixer la tesi del cantant, aquesta es pot trobar en internet fàcilment, a un clic de google:

A Survey of Radial Velocities in the Zodiacal Dust Cloud

En ella s’estudien les velocitats de les partícules de la pols interplanetària que perden els cometes i altres objectes, una pols que reflecteix la llum solar i és observable des de la Terra. Aquest fenomen de la llum zodiacal només es pot observar en indrets molts foscos, amb molt poca incidència de la contaminació lumínica.

La seua passió per l’astrofísica es reflexa en moltes de les seues cançons. Ací podem escoltar a Brian May en un acústic cantant el tema “39” de l’àlbum de Queen (1975)  “A Night At The Opera.” La cançó relata la història d’un grup d’exploradors espacials que s’embarquen en el que és, des de la seua perspectiva, un viatge d’un any. Tanmateix, al seu retorn, s’adonen que han passat cent anys, a causa de l’efecte de dilatació del temps descrita en la Teoria Especial de la relativitat d’Einstein. Com a conseqüència, els éssers estimats que van deixar enrere ara estan tots morts.

Com serà l’aproximació a Ultima Thule?

A sis dies de l’encontre amb l’objecte transneptunià Ultima Thule, la nau New Horizons acaba d’entrar en el mode automàtic de sobrevol. La seqüència gravada d’operacions a fer ja està en marxa.

Ultima Thule està situat en l’anomenat Cinturó de Kuiper, una zona plena de cossos petits, freds i originaris dels primers temps del Sistema Solar. El Cinturó de Kuiper, l’objecte més gran del qual és Plutó, es troba en les regions més externes del nostre sistema planetari, més enllà de l’òrbita de Neptú. I, enllà,  ben lluny de nosaltres, en les primeres hores de matí del primer de gener del 2019 (per la vesprada en Europa), la nau New Horizons sobrevolarà Ultima Thule a una distància de 3500 km. Actualment aquest cos es troba a uns 6,5 mil milions de quilòmetres del Sol i, per tant, serà l’objecte més allunyat no mai explorat.

Com ja vaig contar en l’anterior apunt sobre l’arribada a Ultima Thule, aquest cos sembla que és bilobulat, amb un aspecte potser semblant al cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, pero molt més gran. En la figura adjunta es pot veure la comparació entre tots dos objectes.

Amb aquest model en ment, ja s’ha simulat el sobrevol de la nau sobre l’objecte transneptunià. Les darreres hores de l’any 2018 ja podrem veure’l com un punt gros sense massa detall (uns 5 km/pixel). Tanmateix, haurem d’esperar a la vesprada del primer de gener per conèixer ja la forma i tenir detalls de la superfície. Caldria recordar que l’encontre es produirà a uns uns 6,5 mil milions de quilòmetres de distància, distància que els senyals de ràdio recorren en uns 6 hores. Tota la seqüència d’esdeveniments serà coneguda a la Terra molt després de que passe.

La nau es troba ara mateix (26 de desembre, 22 hores) a 0.04 unitats astronòmiques d’Ultima Thule (6 milions de km) i s’hi acosta a una velocitat realment alta, 14,43 km/s (52000 km/h). El sobrevol serà, per tant, realment ràpid i curt.

Ara que la nau es troba tan prop de l’objectiu de la seua missió s’ha tractat d’obtindre més informació d’Ultima Thule. Tot objecte celeste presenta un període de rotació sobre si mateix i, donat que la reflexivitat és variable en la superfície, això permet determinar a quin ritme gira. Durant els darrers tres mesos els sensors de la nau han pres centenars d’imatges per mesurar la brillantor d’Ultima Thule i veure com varia a mesura que l’objecte rota. Es tracta d’obtindre la seua corba de llum, és a dir, la variació de la brillantor al llarg del temps. Tanmateix la brillantor de l’objecte no varia o ho fa tan poc que és indetectable. Com pot ser?

“És realment un trencaclosques”, ha dit l’investigador principal de New Horizons, Alan Stern, del Southwest Research Institute. “Jo l’anomene el primer trencaclosques d’Ultima Thule – per què té una corba de llum tan petita que ni tan sols la podem detectar? Jo espere que les imatges detallades sobrevolant-lo aviat ens donen molts més misteris, però no esperava això, i tan aviat”.

Quina serà l’explicació d’aquest primer misteri de l’objecte? Que gire apuntant el pol de rotació cap a la nau? Que estiga envoltat d’un núvol de pols que emmascare la rotació? Una explicació ben estranya seria que Ultima Thule estiga envoltada per una miríada de petites llunes, la rotació de les quals amague la de l’objecte principal.

La solució d’ací a sis dies.

Mentrestant l’investigador principal de New Horizons, Alan Stern ens mostra al twitter com va creixent la imatge d’Ultima en les imatges de les càmeres de la nau i com es mou entre les estrelles.

La no aprovació del pressupost federal dels Estats Units farà que a partir de l’1 de gener centenars de milers de funcionaris es queden a casa sense cobrar i que les administracions públiques no essencials com els parcs naturals i monuments nacionals tanquen. El tancament de les emissions de la NASA TV i les xarxes socials de la NASA impediran, per tant, l’emissió de les primeres imatges obtingudes per New Horizons de l’objecte Ultima Thule. Per aquesta raó s’han cercat canals alternatius. Podrem veure-les en el canal Youtube del , JHU Applied Physics Laboratory () i en la pàgina web  ().

Més informació: New Horizons, NASA’s Mission to Pluto and the Kuiper Belt

Imatges:

Crèdits: Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute (JHUAPL/SwRI)

1.- Poster de la missió New Horizons a Ultima Thule.
2.- Comparació Ultima Thule amb 67P/Churyumov-Gerasimenko.
3. Aproximació a Ultima Thule
4.- Trajectòria i acostament a Ultima Thule. 26 desembre 2018. 22:00 h
5.- New Horizons i els seus instruments científics.
6.- Seqüència d’imatges de l’aproximació real dels darrers dies a Ultima

Ultima Thule a la vista

Potser ja no recordeu l’epopeia de la petita nau New Horizons de la NASA. Allà pel juliol de 2015 explorà el sistema de Plutó i les seues llunes amb una precisió i subtilesa excepcional. Des d’aleshores Plutó, que va deixar oficialment de ser planeta el 2006, ja no és considera un objecte anodí i sense interès situat als confins del Sistema Solar, sinó que és un planeta nan ben interessant i amb grans misteris per descobrir. Però ¿que se n’ha fet d’aquella petita nau que passà fregant ràpidament Plutó i s’endinsà en les profunditats del cinturó de Kuiper?

La missió encomanada a News Horizons va ser assolida amb escreix. Tot va resultar perfecte. Una vegada passat Plutó, la NASA va avaluar si donar-li una nova tasca exploratòria. De fet la nau funcionava perfectament després de 9 anys a l’espai i de combustible encara n’hi havia bastant. I, sense despeses energètiques a destacar continuava en línia recta cap a les profunditats de l’espai. De manera que durant uns mesos buscaren un nou objectiu, un nou món per explorar, i que es poguera fer en un temps raonable. I just feia un any que el telescopi espacial Hubble havia trobat l’objecte 2014 MU69  just en la direcció correcta. Només una petita correcció de trajectòria seria necessària per assolir aquest objectiu i tan sols 3 anys i mig de viatge per arribar-hi.

Superposició de  5 imatges del descobriment amb la càmera Wide Field del Telescopi espacial Hubble de l’objecte 2014 MU69 presa el 24 de juny de 2014. Les imatges es van prendre a intervals de 10 minuts. Les posicions de 2014 MU69 a les 5 imatges són mostrades pels cercles verds. NASA, ESA, SwRI, JHU/APL, and the New Horizons KBO Search Team

Era, per tant, un objectiu ben assolible. Però de 2014 MU69 no se’n sabia res. Només la posició i la velocitat. Ni el radi, ni la forma, ni sobretot si té llunes o algun tipus d’anell al seu voltant. Aquesta darrera informació és essencial per a planificar l’aproximació al cos celeste. La presència d’objectes desconeguts al voltant de 2014 MU69 pot representar un perill real d’impacte si New Horizons pretén sobrevolar el cos celeste a només 3500 km d’alçada.

Per tot això calia estudiar detalladament l’objecte. Per sort, en juny i juliol de 2017, 2014 MU69 passà per davant de tres estrelles. En tapar les estrelles, l’objecte transneptunià projectà la seua ombra sobre algunes zones de la Terra, tal com fa la Lluna en un eclipsi de Sol. Les zones de foscor estel·lar es veieren des d’Amèrica del Sud i confirmaren que no hi ha més objectes d’una grandària apreciable al voltant de 2014 MU69. La sorpresa va ser però descobrir que aquest cos té una aparença bilobulada o binària, potser semblant a la del cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko que explorà la nau Rosettta el 2014 i 2015. I que cada lòbul no mesura més de 20 km de gruix.

L’ombra de 2014 MU69 mostra la seua forma binària més probable, tal com es va veure en l’ocultació estel·lar observada a l’Argentina el 17 de juliol de 2017. Els cercles vermells més ajustats revelen la possible naturalesa doble-lobulada o binària del MU69. Les línies blanques representen les observacions dels estels vistes des de telescopis diferents. Alguns veieren l’eclipsi i d’altres no. NASA/JHUAPL/SwRI/Alex Parker

Fins i tot, una de les ocultacions estel·lars mostrava la possibilitat de que 2014 MU69 tinguera també una petita lluna, encara que això no s’ha acabat de confirmar.

Un objectiu tan llaminer no podia tindre un nom tan tècnic com 2014 MU69 i, per tant, en novembre del 2017, l’equip de la missió va fer una crida internacional per donar-li un nom més bonic i més fàcil de recordar. Després d’un gran èxit en que es presentaren molts noms dobles per recordar la natura dual de l’objecte, guanyà Ultima Thule per designar el nou objectiu de New Horizons. I el nom és ben escaient ja que, als mapes medievals, solia aparèixer Thule com una illa llunyana i desconeguda que es considerava el lloc més septentrional de la Terra. “Ultima Thule”  ha estat usat ara com una metàfora de qualsevol lloc misteriós “més enllà de les fronteres del món conegut”. Aquesta és una metàfora apta per a l’objecte petit, situat a quatre mil milions de quilòmetres de distància, on la nau espacial New Horizons.arribarà finalment l’1 de gener de 2019.

L’equip de la missió amb Alan Stern al cap estan ben preparats per al sobrevol de l’objecte el dia de cap d’any. Tot funciona correctament a la nau. Una nau, recordem-ho, que deixà la Terra ja fa 12 anys. Finalment, després de mesos estudiant les proximitats de l’objecte sembla que no s’espera cap perill en l’aproximació a Ultima Thule. Fa uns dies els científics a càrrec de la nau presentaren un darrer informe en que definitivament es va decidir optar pel sobrevol a 3500 km de l’objecte. Em sembla que l’equip tindran un cap d’any ben mogut. Continuaré informant.

Imatge combinació de centenars d’imatges realitzades entre agost i mitjan desembre per la càmera  LORRI de New Horizons. El blau intens correspon a les regions més fosques i les grogues a les més brillants. Ultima Thule és el punt groc brillant al centre. Les dues possibles distàncies de sobrevol per a New Horizons són les indicades pels dos cercles concèntrics. La missió ha decidit volar al llarg del camí més proper, cap al punt marcat per una X. El cercles de l’esquerra són residus del processament de les imatges. Crèdit: Laboratori de Física Aplicada de la NASA / Johns Hopkins / Southwest Research Institute.

 

Imatge:
1.- Imatge artística de la nau espacial New Horizons en arribar a 2014 MU69, un objecte del cinturó de Kuiper que orbita mil milions de quilòmetres més enllà de Plutó, l’1 de gener de 2019. S’observa el sistema bilobulat i la possible petita lluna.
Crèdits: NASA / JHUAPL / SwRI / Steve Gribben
2.- Representació artística de la trajectòria de New Horizons. En aquesta imatge encara no s’havia fixat l’objectiu d’exploració d’Ultima Thule. Crèdits: NASA / JHUAPL / SwRI / Steve Gribben.

Un nou planeta nan més enllà de Neptú

RR245orbit_labeled2

La família dels planetes nans, del qual Plutó, n’és el membre més gros, ha crescut amb un nou element, l’objecte 2015 RR245.

Un equip internacional d’astrònoms ha descobert un nou planeta nan en òrbita en el cinturó de Kuiper, el disc de petits mons gelats que hi ha més enllà de Neptú. L’objecte nou té uns 700 km de grandària i posseeix una de les majors òrbites entre els planetes nans. Designat 2015 RR245 pel Centre de Planetes Menors de la Unió Astronòmica Internacional, va ser descobert amb el telescopi Canada-France-Hawaii (CFH) instal·lat en Mauna Kea, Hawaii.

Els mons gelats més enllà de Neptú indiquen com es van formar els planetes gegants i com després es van desplaçar allunyant-se del Sol. Ens permeten construir la història del nostre Sistema Solar. Però quasi tots aquests mons gelats són molt menuts i febles: és  realment emocionant trobar un prou gran i brillant que ens permeta poder estudiar-ho en detall“, comenta Michele Bannister (Universitat de Victoria, British Columbia, Canadà).

L’òrbita de RR245 el situa actualment a més de 120 vegades la distància del Sol a la Terra. La seua grandària no es coneix amb precisió, ja que és necessari mesurar amb més detall les propietats de la seua superfície. “És o menut i brillant o gran i feble“, afirma Bannister.

RR245_discovery-loopLa gran majoria dels planetes nans com 2015 RR245 van ser destruïts o expulsats del Sistema Solar durant el caos que es va produir quan els planetes gegants es van desplaçar cap a fora, col·locant-se en les seues posicions actuals. RR245 és un dels pocs planetes nans que va sobreviure fins al dia d’avui, juntament amb Plutó i Eris, els planetes nans majors coneguts. RR245 gira al voltant del Sol entre la població que queda de desenes de milers de mons transneptunians molt més xicotets.

Després de centenars d’anys a més de 12 mil milions de quilòmetres (80 unitats astronòmiques, ua)  del Sol, RR245 està viatjant cap al seu punt d’acostament màxim a 5 mil milions de quilòmetres (34 ua), al que arribarà l’any 2096. RR245 ha romàs en aquesta òrbita altament el·líptica durant almenys els últims 100 milions d’anys. Com només ha sigut observat durant un any dels 700 que tarda a completar una òrbita al voltant del Sol, encara es desconeix d’on procedeix i com evolucionarà lentament l’òrbita en el futur llunyà. La seua òrbita precisa serà refinada durant els pròxims anys. I evidentment rebrà un nou nom que l’equip de descobridors pot suggerir a la Unió Astronòmica Internacional.

Imatges:

1.- Il·lustració de l’òrbita de RR245 (línia taronja). Els cossos igual de brillants o més que RR245 estan etiquetats. El Centre de Planetes Menors descriu l’objecte com el divuité major del Cinturó de Kuiper.  Alex Parker OSSOS team.
2.- Imatges (en negatiu) del descobriment de RR245. El gif animat mostra el moviment del nou objecte sobre el fons del cel durant un perídode de 3 hores. OSSOS team.

Un nové planeta per al sistema solar?

la-sci-sn-planet-nine-20160120-001

La possible existència d’un nou planeta situat més enllà de Plutó, en les afores fredes del Cinturó de Kuiper, ha revolucionat els astrònoms planetaris. Tanmateix el treball de Batygin i Brown, de la Universitat Tecnològica de Califòrnia, CalTech, publicat aquesta setmana a Astrophysical Journal, només pressuposa l’existència d’un cos tan gran com Neptú i d’unes 10 masses terrestres per explicar l’estranya òrbita de sis cossos transneptunians. Per demostrar que el cos existeix realment, caldrà fer encara molta feina.

Més enllà de Neptú s’estén el reialme dels cossos petits i gelats, residus de la formació del sistema solar. És l’anomenat Cinturó de Kuiper que acull objectes situat entre els 30 i 50 vegades la distància Terra-Sol (anomenada unitat astronòmica). L’objecte més gran que coneixem per ara és el planeta nan Plutó. També s’hi troba Eris, descobert l’any 2005 pel mateix Brown que ara proposa el nou cos. El descobriment d’Eris, i posteriorment d’altres cosos com Makemake, va fer que la Unió Astronòmica Internacional redefinira el concepte de planeta l’any 2006 i degradara Plutó i Eris a l’estatus de planetes nans. El descobriment d’Eris, per tant, va propiciar la caiguda en desgràcia de Plutó. El mateix Brown, socarró, en fa conya i ha adoptat l’usuari de Twitter @plutokiller.

planet-nine-160120b-02Sis dels objectes del Cinturó de Kuiper mostren unes òrbites molt allargassades (molta excentricitat orbital) però, allò que més sobta els astrònoms és que el seu periheli, el punt de màxima aproximació al Sol, de tots ells es troba en la mateixa zona del cel. Aquesta coincidència de les òrbites no es gens casual i s’ha tractat d’explicar de diverses formes. Per exemple, el pas casual del sistema solar per les proximitats  d’una altra estrella podria ser la causa d’aquesta configu- ració tan estranya dels cossos però els efectes de la trobada estel·lar es notarien també en el sistema solar intern on s’hi troba la Terra. I les mesures acurades de les òrbites dels planetes interiors no mostren cap senyal estranya i no explicada.

Davant de la falta d’hipòtesis concloents, Batygin i Brown han proposat l’existència d’una superTerra d’unes 10 masses terrestres, amb una òrbita no circular, sinó excèntrica, que seria la responsable de modular el moviment d’aquests sis cossos. Entre aquests cossos podem trobar els objectes 2012VP113 i Sedna, que tenen òrbites tan allargassades que possiblement siguen membres del núvol d’Oort, l’immens núvol de cossos gelats que envolta tots els planetes i el Cinturó de Kuiper.

Superterra-Sistema-SolarEls moviments dels sis objectes i de la possible superTerra es trobarien coordinats. Quan els petits cossos gelats es trobaren prop del periheli, el planeta hipotètic es trobaria en el seu punt més allunyat del Sol, de manera que mai es trobarien.

El suposat planeta número 9 del sistema solar és, per tant, una hipòtesi de treball i caldrà descobrir-lo observacionalment. Tanmateix els astrònoms estan acostumats a aventurar l’existència d’objectes planetaris de manera teòrica per a tractar d’explicar anomalies gravitatòries per a després descobrir-los realment. Aquesta és la gràcia de la llei de gravitació universal de Newton. La mecànica celeste és una ciència predictiva.

L’existència del planeta Neptú, per exemple, va ser predita l’any 1846 per l’astrònom francés Urbain Le Verrier per explicar les anomalies observades en el moviment d’Urà. Amb la predicció, l’astrònom alemany Johann Gottfried Galle va ser capaç de trobar-lo al cel el 23 de setembre de 1846 a només 1º de la posició calculada.

Si la superTerra existeix finalment, Batygin i Brown comenten que hauria d’existir també una nova població d’objectes del Cinturó de Kuiper encara desconeguda. Uns objectes que amb òrbites molt excèntriques es mogueren en òrbites perpendiculars a les òrbites dels sis cossos de l’estudi. Si aquests nous objectes són descoberts finalment es reforçaria molt la hipòtesi de la superTerra.

Aquests són, però, indicis indirectes. El que realment interessa ara és l’observació directa de l’objecte, si realment existeix. La suposada superTerra es troba tan lluny que la seua brillantor serà molt feble. Potser els telescopis infrarojos en òrbita com el WISE podrien captar la dèbil escalfor que emeta.

kbatygin-mbrown-0049_1000I si finalment Michael E. Brown té raó i la superTerra és un membre real del sistema solar, podrà finalment dir que ha descobert un planeta, en aquest cas el 9é. I espera que no li passe el mateix que li passà amb Eris, que indirectament causà la mort de Plutó com a planeta.

1.- Visió artistica d’un planeta gegant expulsat del seu sistema estel·lar en la foscor de l’espai. Els astrònoms pensen que el nostre sistema solar pot tindre una distant superTerra, expulsada a les afores en les primeres etapes de la formació dels planetes. NASA.
2.- Caracterísitiques del suposat nové planeta del sistema solar.  ‘Planet Nine’ May Exist: New Evidence for Another World in Our Solar System. SPACE.com.
3.- Òrbites dels cossos transneptunians i de la suposada superTerra. Not So Fast: Why There Likely Isn’t A Large Planet Beyond Pluto.
4.- Mike Brown i Konstanin Batygin en Caltech. Lance Hayashida/Caltech.