En snögubbeformad rymdsten lär oss hur planeter bildas

Arrokoth NASA

Efter att NASA:s New Horizons-sond framgångsrikt passerade Pluto 2015, måste ett val göras om vart man ska gå härnäst. Forskare plumpade för Arrokoth (tidigare Ultima Thule), en märklig, dubbelflik röd sten som ligger cirka 4,1 miljarder miles från jorden.

Vad Arrokoth saknade i atmosfär och mångsidig geologi, kompenserade det för det faktum att den ser ut som en löjlig kosmisk snögubbe (ände till ände, den är cirka 22 mil lång, 12 mil bred och 6 mil tjock), delvis tillplattad som ett par av pannkakor. Den bisarra strukturen ger ett mycket kontraintuitivt gravitationsfält och rotation. Den ser inte ut som någon annan kropp vi någonsin sett, säger William McKinnon, en planetforskare vid Washington University i St. Louis.

Konsensus är nu att Arrokoth är mycket mer intressant än vad forskare först trodde. Dess ursprungshistoria kan faktiskt återspegla hur mycket av solsystemet som bildades.

New Horizons flög förbi Arrokoth i över 31 500 miles per timme på nyårsdagen förra året. Den kom inom 2 200 miles från klippan. En trio av nya studier publiceras i naturvetenskap på torsdag analyserar data som samlats in under förbiflygningen för att berätta hur Arrokoth faktiskt kom till, och i förlängningen hur andra planetesimaler (minuta byggstenar för planeter) i solsystemet föddes.

Det har generellt funnits två teorier för hur planetesimaler uppstår. Den första kallas hierarkisk ackretion, där mindre föremål kraschar in i varandra i hög hastighet tills de bildar något större. Den andra är lokal molnkollaps, där lokala koncentrationer av materia gravitationsmässigt kollapsar till en eller flera stora byggstenar, med låga hastigheter.

De tre studierna dyker var och en in i olika aspekter av Arrokoth (en fokuserar på objektets geologi och geofysik , en annan på dess materialsammansättning , och den sista utforskar dess troliga bildning ). Tillsammans stöder de dock lokal molnkollaps. Vi har på ett avgörande sätt löst en debatt på flera decennier om hur planetesimaler bildas, säger Alan Stern, en planetforskare vid Southwest Research Institute och ledaren för New Horizons-uppdraget. Lösningen av den här debatten, säger han, är inte något vi förväntade oss att komma ut ur detta uppdrag – men det verkar obestridligt.

McKinnon och hans team använde de nya data för att köra simuleringar som utforskade de mest troliga modellerna för Arrokoths bildning, och dessa fynd stödde starkt denna form av planetesimal evolution. De föreslår att Arrokoths två segment bildades oberoende av kollapsen av samma moln av material (därav den enhetliga röda färgen).

Redan i samma grannskap började kropparna tillbringa mycket tid i omloppsbana om varandra, och möttes så småningom i en mycket mild sammanslagning som förmodligen hände på bara några miles per timme. Vi tror att vi har en riktigt ren historia för Arrokoth, men vi har ingen anledning att tro att den är unik, säger McKinnon. Vi tror att detta ganska snyggt kan extrapoleras till resten av solsystemet.

De nya studierna tyder också på att:

• Kropparna är rundare än vad de första bilderna först fick oss att tro.
• Den släta ytan, som saknar sprickor och stressfaktorer, bekräftar att berget bildades vid låg hastighet.
• Antalet kratrar tyder på att Arrokoth bildades för drygt 4 miljarder år sedan, när solsystemet tog form.
• Det finns komplexa organiska molekyler på ytan (även om vi nu vet att detta är vanligt för många objekt i solsystemet).
• Det finns spår av metanolis på ytan, men i den överraskande frånvaron av vatten är det förbryllande hur det kom dit.

Det kommer att ta ytterligare ett år att fullständigt ladda ner och analysera all data som New Horizons samlade in under sin Arrokoth-förbiflygning. Samtidigt, säger Stern, kör New Horizons i toppskick, med ungefär en åttondel av bränslet kvar. Det verkar ganska troligt att rymdfarkosten har åtminstone en förbiflygning kvar i den.

Under de närmaste somrarna, när observationsförhållandena är optimala, kommer uppdragsteamet att använda några av de största teleskopen på jorden för att ta reda på de mest lämpliga målen för New Horizons att resa till. Vi är i början av den här processen just nu, och vi är verkligen spända på vad som komma skall, säger han.

Dölj