Ein schneemannförmiger Weltraumfelsen lehrt uns, wie Planeten entstehen

Arrokoth NASA

Nachdem die NASA-Sonde New Horizons 2015 erfolgreich an Pluto vorbeigeflogen war, musste eine Entscheidung getroffen werden, wohin es als nächstes gehen sollte. Wissenschaftler stürzten sich auf Arrokoth (ehemals Ultima Thule), einen seltsamen, zweilappigen roten Felsen, der etwa 4,1 Milliarden Meilen von der Erde entfernt liegt.

Was Arrokoth an Atmosphäre und vielfältiger Geologie fehlte, machte es durch die Tatsache wett, dass es wie ein lächerlicher kosmischer Schneemann aussieht (Ende an Ende ist es etwa 22 Meilen lang, 12 Meilen breit und 6 Meilen dick), teilweise abgeflacht wie ein Paar von Pfannkuchen. Die bizarre Struktur sorgt für ein sehr kontraintuitives Gravitationsfeld und Rotation. Es sieht nicht aus wie irgendein anderer Körper, den wir je gesehen haben, sagt William McKinnon, ein Planetenwissenschaftler an der Washington University in St. Louis.

Der Konsens besteht nun darin, dass Arrokoth viel interessanter ist, als die Wissenschaftler ursprünglich angenommen hatten. Seine Entstehungsgeschichte könnte tatsächlich widerspiegeln, wie viel des Sonnensystems entstanden ist.

New Horizons flog am Neujahrstag des vergangenen Jahres mit über 31.500 Meilen pro Stunde an Arrokoth vorbei. Es kam bis auf 2.200 Meilen an den Felsen heran. Ein Trio von neue Studien veröffentlicht in Naturwissenschaften am Donnerstag analysiert Daten, die während des Vorbeiflugs gesammelt wurden, um uns zu sagen, wie Arrokoth tatsächlich entstanden ist und wie andere Planetesimale (kleine Bausteine ​​​​für Planeten) im Sonnensystem geboren wurden.

Es gab im Allgemeinen zwei Theorien darüber, wie Planetesimale entstehen. Die erste wird als hierarchische Akkretion bezeichnet, bei der kleinere Objekte mit hoher Geschwindigkeit aufeinanderprallen, bis sie etwas Größeres bilden. Der zweite ist der lokale Wolkenkollaps, bei dem lokale Materiekonzentrationen bei niedrigen Geschwindigkeiten durch Gravitation in einen oder mehrere große Bausteine ​​kollabieren.

Die drei Studien tauchen jeweils in verschiedene Aspekte von Arrokoth ein (eine konzentriert sich auf die Geologie und Geophysik des Objekts , ein anderer an seine stoffliche Zusammensetzung , und der letzte untersucht seine wahrscheinliche Entstehung ). Zusammengenommen unterstützen sie jedoch den lokalen Wolkenkollaps. Wir haben eine jahrzehntelange Debatte darüber, wie Planetesimale entstehen, entscheidend gelöst, sagt Alan Stern, ein Planetenwissenschaftler am Southwest Research Institute und Leiter der Mission New Horizons. Die Lösung dieser Debatte, sagt er, hätten wir nicht von dieser Mission erwartet – und doch scheint sie unstrittig.

McKinnon und sein Team nutzten die neuen Daten, um Simulationen durchzuführen, die die plausibelsten Modelle für die Entstehung von Arrokoth untersuchten, und diese Ergebnisse unterstützten diese Form der planetesimalen Evolution nachdrücklich. Sie deuten darauf hin, dass sich die beiden Segmente von Arrokoth unabhängig voneinander durch den Zusammenbruch derselben Materialwolke gebildet haben (daher die einheitliche rote Farbe).

Bereits in der gleichen Nachbarschaft begannen die Körper, viel Zeit in Umlaufbahnen zu verbringen, um sich schließlich in einer sehr sanften Verschmelzung zu treffen, die wahrscheinlich mit nur wenigen Meilen pro Stunde stattfand. Wir denken, dass wir eine wirklich saubere Geschichte für Arrokoth haben, aber wir haben keinen Grund zu der Annahme, dass sie einzigartig ist, sagt McKinnon. Wir glauben, dass dies ziemlich genau auf den Rest des Sonnensystems extrapoliert werden kann.

Die neuen Studien deuten auch darauf hin, dass:

• Die Körper sind runder, als es die ersten Bilder zunächst vermuten ließen.
• Die glatte Oberfläche ohne Brüche und Spannungsquellen bestätigt, dass das Gestein bei niedriger Geschwindigkeit entstanden ist.
• Die Anzahl der Krater deutet darauf hin, dass Arrokoth vor weit über 4 Milliarden Jahren entstand, als das Sonnensystem Gestalt annahm.
• Es gibt komplexe organische Moleküle auf der Oberfläche (obwohl wir jetzt wissen, dass dies bei vielen Objekten im Sonnensystem üblich ist).
• Es gibt Spuren von Methanoleis auf der Oberfläche, aber in der überraschenden Abwesenheit von Wasser ist es rätselhaft, wie es dorthin gelangt ist.

Es wird ein weiteres Jahr dauern, alle Daten, die New Horizons während seines Vorbeiflugs an Arrokoth gesammelt hat, vollständig herunterzuladen und zu analysieren. Inzwischen, sagt Stern, läuft New Horizons in bester Verfassung, mit etwa einem Achtel seines verbleibenden Treibstoffs. Es scheint ziemlich wahrscheinlich, dass das Raumschiff noch mindestens einen weiteren Vorbeiflug in sich hat.

In den nächsten Sommern, wenn die Beobachtungsbedingungen optimal sind, wird das Missionsteam einige der größten Teleskope der Erde verwenden, um die am besten geeigneten Ziele für die Reise von New Horizons zu ermitteln. Wir stehen gerade am Anfang dieses Prozesses und sind sehr gespannt auf das, was noch kommen wird, sagt er.

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