Premiers résultats de l'époque de New Horizons dans la ceinture de Kuiper

Pour beaucoup au Laboratoire de physique appliquée Johns Hopkins, le 1er janvier de cette année ne signifiait pas une célébration du nouvel an. Cela signifiait plutôt la première arrivée de données de la visite de New Horizons sur un petit objet de la ceinture de Kuiper. Mais, comme lors de son précédent survol de Pluton, la sonde avait pour consigne de saisir toutes les données possibles et de les renvoyer plus tard sur Terre. L'ensemble complet de tout ce que New Horizons a capturé ne sera disponible que dans un an. Mais avec 10% du cache total en main, les chercheurs ont décidé d’en avoir assez pour faire la première analyse de 2014 MU69.

2014 MU69 est pensé pour préserver le matériau tel qu'il s'est condensé dans les premiers jours de la formation du système solaire. Et tout dans les données de New Horizons suggère que c'est exactement ce qu'il a fait. À l'exception d'un grand cratère nommé temporairement "Maryland" et de la douce collision qui a créé sa structure à deux lobes, l'objet semble avoir été en grande partie épargné par plus de 4 milliards d'années d'existence du système solaire.

L'aube des temps

La ceinture de Kuiper est un beignet clairsemé de petits corps situés près des bords extérieurs du système solaire. Les corps y sont principalement constitués de matériaux glacés, qui pour la plupart resteraient des gaz dans les régions chaudes et intérieures du système solaire. Certains, comme Pluton, sont suffisamment grands et / ou ont un historique de collision complexe, ce qui peut leur garantir des changements géologiques altérant les matériaux présents lors de leur formation.

Mais 2014 MU69 est beaucoup plus petit; Les premières estimations le situaient à moins de 50 km de diamètre. Cela laisse entrevoir la possibilité de préserver les matériaux présents lors de sa formation il y a plus de 4 milliards d'années. Des corps comme 2014 MU69, collectivement appelés planétésimaux, ont également contribué à la formation des planètes extérieures et des objets plus grands de la ceinture de Kuiper. Etude So New Horizons de 2014 MU69 a fourni une opportunité potentielle de mieux comprendre les conditions présentes au début du système solaire, y compris celles qui ont servi à construire des corps plus grands. Mais cela ne serait vrai que si 2014 MU69 n'a pas été changé pendant son temps dans le système solaire.

Pour étudier l'objet, New Horizons est venu équipé de sept instruments scientifiques, y compris des caméras, des spectromètres pour cartographier la composition de sa surface, et même des collecteurs de particules et de poussière pour capturer tous les matériaux 2014 MU69 libérait dans l'espace. L'approche la plus proche de l'engin spatial était d'environ 3 500 km à partir de 2014 MU69, ce qui lui a permis de capturer des images qui pourraient résoudre des entités de 50 km (et, dans certains cas, même plus petites).

Alors même que les données étaient en train de diminuer, l'équipe de New Horizons les a utilisées pour créer et affiner des modèles de la surface du corps. Ils ont vérifié si les données d'imagerie étaient cohérentes avec les creux et les courbes du modèle et modifié le modèle si ce n'était pas le cas. Les résultats confirment ceux des premières images: 2014 MU69 est en réalité deux objets qui s’emboîtent doucement jusqu’à ce qu’ils se connectent via un "cou" étranglé. Les chercheurs avaient surnommé 2014 MU69 "Ultima Thule" et dans cet article, ils désignent le plus grand lobe Ultima et le plus petit Thule.

Ultima est peut-être le plus grand des deux dans la plupart des dimensions, mais il est également écrasé à plat. Cela lui donne l’apparence d’une crêpe épaisse d’environ 20 km mais de 7 km seulement. Thule est un peu plus arrondi, avec des dimensions variant entre 10 et 14 kilomètres, mais il abrite également le cratère d’impact le plus évident sur le corps. Ce cratère a été surnommé "Maryland", et d'autres éléments de surface ont été étiquetés avec les noms des États où l'équipe de New Horizons travaille. (Tous ces noms sont temporaires et seront presque certainement remplacés.)

Un endroit silencieux

Rien n'indique que les deux lobes aient été réunis violemment. Les deux lobes semblent avoir conservé leurs formes d'origine, car il n'y a aucun signe de compression ou de fracture, et leur orientation suggère qu'ils ont passé suffisamment de temps près l'un de l'autre pour se verrouiller en marée avant de fusionner. L'équipe de New Horizons suggère que les deux ont été réunis à des vitesses similaires à celles auxquelles vous vous attendiez en raison de leur attraction gravitationnelle mutuelle (qui, compte tenu de leur taille, est petite). Cependant, Ultima et Thule semblent s'être formés quelque peu séparément, car les deux lobes peuvent être distingués en fonction de la couleur de leurs matériaux de surface.

2014 MU69, comme les autres objets de la ceinture de Kuiper, est de couleur rougeâtre; New Horizons a confirmé que la teinte rougeâtre se poursuivait dans le proche infrarouge. Les zones les plus lumineuses de la surface ont tendance à se situer au bord des pentes, comme dans le cratère du Maryland et le cou entre les lobes. Les chercheurs suggèrent que cela pourrait être le résultat de l'accumulation de matériaux meubles à la base d'une pente.

Bien que les instruments aient détecté de nombreuses traces de glace, il n'y avait aucune indication des glaces à l'azote et au méthane qui prévalent sur Pluton. Les estimations de température suggèrent que tout le corps devrait avoir atteint un équilibre d'environ 42K, ce qui est suffisamment chaud pour provoquer l'évaporation de ces substances; l'orbite de 2014 MU69 garantit également que certaines zones vont passer des décennies à la lumière du soleil, provoquant un chauffage localisé qui devrait améliorer ce processus.

Cependant, rien n'indiquait que des matériaux remontent de la surface, ce qui suggère que la glace d'eau était stable et que les autres substances volatiles avaient déjà disparu. Bien que cela puisse être dû aux limites des instruments de New Horizons, les chercheurs estiment qu'au plus, 201469 aurait perdu environ 10 cm de matériau de sa surface au cours de toute son histoire.

Statique

Enfin, il y a une absence remarquable d'impacts évidents en dehors du grand cratère du Maryland. De plus, il y a des fosses qui font environ 1 km de diamètre, mais elles ne sont pas clairement le produit d'impacts. Et il n'y a absolument rien dans la plage de taille entre les deux.

Dans l'ensemble, 2014 MU69 Cela ressemble exactement à ce que nous espérions: un monde qui a subi des changements majeurs immédiatement après sa formation, mais qui est devenu statique depuis, a conservé son état, comme il l’était il ya des milliards d’années. Espérons que plus de détails sur cet état sont entreposés dans New Horizons. Parce que nous ne sommes pas susceptibles de renvoyer quelque chose à 2014 MU69 dans peu de temps.

Science, 2019. DOI: 10.1126 / science.aaw9771 (À propos des DOI).