Od preletu sondy New Horizons okolo vzdialeného objektu v páse ľadových telies za Neptúnom uplynulo viac ako 6 rokov. Vedci už vyhodnotili väčšinu získaných údajov, a tak už poznáme prvé charakteristiky tejto zeme na samotnom konci sveta.
Najpodrobnejšie snímky Arrokotha získané len niekoľko minút pred najväčším priblížením sondy 1. januára 2019 majú rozlíšenie približne 33 metrov na pixel. Obrázok je zložený z 9 individuálnych snímok zhotovených prístrojom s názvom Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) – v slovenčine „prieskumné zobrazovacie zariadenie s dlhým dosahom“. Je to v podstate ďalekohľad typu Ritchey-Chrétien s CCD kamerou s čipom 1024 x 1024 pixelov. Priemer primárneho zrkadla je 20,8 cm a ohnisková vzdialenosť 2,62 m. Expozičný čas individuálnych snímok bol 0,025 sekundy a vzdialenosť od Arrokotha v čase snímkovania 6628 km. Zdroj: NASA
Hubblov vesmírny ďalekohľad (HST) robí astronómom už 37 rokov neoceniteľné služby. Nielenže získava nádherné snímky, ktoré takmer vždy prinesú celkom nové chápanie vesmírnych objektov, ale je neoceniteľný aj ako podporný prostriedok pri mnohých vesmírnych misiách. Veľmi dobre poslúžil i vedeckému tímu projektu New Horizons, ktorý ho použil na vyhľadanie cieľa pre sondu po prelete okolo Pluta. Vedecký tím využil pozorovania, ktoré urobil HST 26. júna 2014, a objavil objekt, ku ktorému sa mohla sonda New Horizons priblížiť vzhľadom na potrebné malé korekcie dráhy a zostávajúce množstvo paliva. Objekt označený ako 2014 MU69 je verejnosti známy pod prezývkou Ultima Thule, čo znamená „bájna zem niekde na konci sveta; niečo nedosiahnuteľne vzdialené“. Po určení definitívnej dráhy mu Medzinárodná astronomická únia dala meno Arrokoth, v rámci malých telies slnečnej sústavy má číslo 486 958.
Dve dotýkajúce sa telesá
Meno Arrokoth vo význame obloha bolo používané pôvodným indiánskym kmeňom žijúcim na území dnešných štátov Virgínia a Maryland na východe USA, odkiaľ boli prevádzkované aj HST a laboratórium aplikovanej fyziky Univerzity Johnsa Hopkinsa, ktoré sa výrazne podieľali na objave Arrokotha. Arrokoth sa nachádza v Edgeworthovom-Kuiperovom páse (ďalej EKB), za obežnou dráhou Neptúna. A k tomuto objektu vzdialenému od Slnka takmer 6,5 miliardy km sa 1. januára 2019 priblížila sonda New Horizons len na 3500 km. Je to najvzdialenejší prelet okolo vesmírneho telesa v histórii a prvý detailný pohľad na objekt EKB.
Údaje, ktoré sonda pri prelete získala, sa prenášali na Zem takmer 2 roky, prenos skončil až v druhej polovici roka 2020. Medzitým letí sonda New Horizons stále ďalej od Slnka a od Zeme a vykonáva pozorovanie ďalších vzdialených objektov EKB a mapovanie nabitých častíc, žiarenia a prachových častíc v EKB. Podľa oznámenia manažérky misie Alice Bowmanovej je New Horizons po prelete okolo Arrokotha v bezchybnom stave. V čase zverejnenie tohto príspevku bola sonda vzdialená od Zeme 9,24 miliardy km. Z tejto vzdialenosti dosiahne rádiový signál Zem v priebehu 8 hodín a 33 minút. Na tejto webovej stránke môžete sledovať let sondy New Horizons cez Edgeworthov-Kuiperov pás.
Prenesené údaje vedci analyzovali a zistili veľmi zaujímavé charakteristiky tejto „zeme na konci sveta“. Arrokoth má veľmi nepravidelný tvar s rozmermi 31 x 19 x 14 km. Na základe priebehu svetelnej krivky počas pozorovania zákrytu vzdialenej hviezdy objektom Arrokoth ešte pred príletom sondy sa vedelo, že tvar je veľmi pretiahnutý a s najväčšou pravdepodobnosťou ho tvoria 2 dotýkajúce sa telesá.
Rozlúčkový záber vytvorený zo 14 rôznych snímok, ktoré zachytila sonda New Horizons prístrojom LORRI 10 minút po prelete okolo Arrokotha. Obrázky odhaľujú obrys „odvrátenej“ časti Arrokotha, ktorá nebola osvetlená Slnkom, ale môže byť rekonštruovaná na základe zakrytia hviezdneho poľa v pozadí. Zdroj: NASA a National Optical Astronomy Observatory
Za červenú farbu vďačí ožarovaniu uhľovodíkov
Nevedeli sme však, ako vyzerá povrch Arrokotha, až kým sonda New Horizons nevyslala prvé blízke obrázky. Na základe pozorovaní mnohých objektov slnečnej sústavy podobnej veľkosti sme s veľkou pravdepodobnosťou predpokladali, že na povrchu uvidíme impaktné krátery. Osvetlenie na povrchu je veľmi tlmené, keďže v porovnaní so Zemou naň dopadá len 0,05 percenta slnečného svetla na jednotku plochy. Arrokoth má červenkastú farbu ako väčšina objektov vonkajšej slnečnej sústavy. Je to pravdepodobne spôsobené ožarovaním uhľovodíkov na povrchu telesa Slnkom počas miliardy rokov.
Arrokoth patrí do triedy objektov EKB nazývaných kjubewano (názov podľa prvého objaveného 1992 QB1) na takmer kruhovej dráhe ležiacej v rovine len málo sklonenej voči strednej rovine obehu planét okolo Slnka. Týmto telesám sa niekedy hovorí aj studená zložka EKB pásu, nemá to však žiadny súvis s teplotou, ide o vyjadrenie konzervatívnych hodnôt dynamických charakteristík. Tieto objekty sa pohybujú po dráhach, kde je čas pravdepodobnosti zrážky s ďalším podobným telesom dlhší ako čas, ktorý uplynul od vzniku slnečnej sústavy, a preto väčšina z nich je na svojej dráhe bez zmeny po miliardy rokov. Vyhnúc sa akejkoľvek kolízii, sú tieto telesá, s výnimkou ožiarenej povrchovej vrstvy, dokonalou konzervou látok z času ich kondenzácie zo slnečnej prahmloviny.
Snímky Arrokotha boli získané v kombinácii vysokého priestorového rozlíšenia a priaznivého pozorovacieho uhla, čo poskytuje príležitosť preskúmať povrch, ako aj pôvod a evolúciu Arrokotha, objektu, ktorý je považovaný za najprimitívnejší objekt skúmaný kozmickou sondou v doterajšej histórii kozmických letov.
Snímky zachytávajúce rotáciu Arrokotha v 7-hodinovom intervale okolo najväčšieho priblíženia sondy New Horizons ukazujú, že rotácia objektu pripomína otáčanie vrtule. Doba rotácie Arrokotha je asi 16 hodín, takže obrázok pokrýva o niečo menej ako polovicu kompletnej otočky. Zdroj: NASA a Johns Hopkins Applied Physics Laboratory
Pri rýchlosti preletu viac ako 51 000 km za hodinu bolo veľmi náročné urobiť zábery v čase najväčšieho priblíženia. Stačila malá nepresnosť a v úzkom zornom poli fotoaparátu by sa objavila len časť alebo dokonca nič z Arrokotha. Napriek tomu sa zábery podarili a niektoré detaily, ktoré vidno na povrchu Arrokotha, sme predtým nevideli na žiadnom inom telese. Medzi nimi je niekoľko jasných, zhruba kruhových škvŕn v teréne alebo mnoho malých tmavých jamiek v blízkosti terminátora (hranica medzi osvetlenými a tmavými časťami povrchu).
Geológovia sa snažia pochopiť mnoho povrchových vlastností Arrokotha od svetlých škvŕn po kopce, žľaby, krátery a jamy. Krátery, hoci na prvý pohľad vyzerajú ako impaktné, môžu mať iný pôvod. Niektoré z nich môžu byť závrtmi, cez ktoré odteká povrchový materiál do podzemných trhlín, alebo je to, naopak, výsledok sublimácie. Najväčšia depresia má šírku 8 km, geológovia jej dali prezývku Marylandský kráter. Mohol by to byť impaktný kráter, ale mohol sa vytvoriť aj jedným z vyššie uvedených spôsobov. Vedci tiež zaznamenali dôkazy o metanole, vodnom ľade a organických molekulách na povrchu, čo je v súlade s pozorovanou červenkastou farbou.
Arrokoth je menší objekt ako Pluto, ale prelet okolo Arrokotha bol vykonaný s najvyššou navigačnou precíznosťou, akú kedy dosiahli všetky kozmické lode predtým. Táto bezprecedentná presnosť sa dosiahla vďaka pozemným zákrytovým kampaniam v rokoch 2017 a 2018, ako aj vďaka misii Európskej vesmírnej agentúry Gaia, ktorá získala presné polohy hviezd, ktoré boli použité počas zákrytových kampaní.
Na základe prvých blízkych obrázkov – s dvoma odlišnými a zdanlivo sférickými segmentmi – pozorovateľom pripomínal objekt Arrokoth snehuliaka. Keď sa však do analýzy zahrnulo aj 14 snímok čiastočne odhaľujúcich obrys časti Arrokotha, ktorá nebola osvetlená Slnkom, názor sa zmenil. Ukazuje sa, že dve časti (alebo dva laloky) Arrokotha nie sú guľaté, ale sploštené nepravidelné útvary, pričom väčší lalok vyzerá ako deformovaná palacinka.
Model Arrokotha. Hore: na základe snímok z najväčšieho priblíženia, dole: po započítaní neosvetlenej časti. Zdroj: NASA a Southwest Research Institute
Zdá sa, že dva laloky Arrokotha obiehali okolo seba podobne ako mnohé takzvané binárne telesá v EKB, až kým ich niečo neprinútilo sa pomalým procesom spojiť. Toto je v súlade s obecne prijímanými predstavami o počiatočných štádiách slnečnej sústavy. Stretnutie mohlo zanechať svoju stopu na povrchu. Krk spájajúci obidva laloky je ohnutý a mohol by naznačovať smer spájania.
Od chaotického pohybu cez obeh okolo spoločného ťažiska po spojenie do jedného telesa – predstava fáz vývoja, ktoré viedli k dnešnému tvaru Arrokotha. Zdroj: NASA a Johns Hopkins Applied Physics Laboratory
(RR)
