La exploración planetaria más distante de la historia requirió una gran cantidad de cuidadosa planificación y preparación, así como un poco de suerte.
"Comenzamos a entrar en pánico cuando entramos en 2013, especialmente a fines de 2013", dice Hal Weaver, científico del proyecto en la misión New Horizons a Plutón y más allá. "Nos estábamos dando cuenta, 'Oh, Dios mío, todavía no hemos descubierto el próximo objetivo para New Horizons'".
En junio de 2014, el telescopio espacial Hubble acudió al rescate y vio un pequeño pinchazo de luz que se movía lentamente por el cielo en la región a la que se dirigía la nave espacial New Horizons. La misión, con el objetivo principal de explorar y caracterizar a Plutón, presentó una oportunidad única para buscar otro objeto planetario en la distante "tercera región" del sistema solar, el Cinturón de Kuiper. Lanzado en enero de 2006, New Horizons no hizo su acercamiento más cercano a Plutón hasta más de nueve años después, en julio de 2015. Si el equipo no pudiera encontrar un nuevo objetivo para la nave espacial, probablemente pasarían décadas antes de que otra nave espacial pudiera ser aprobado, construido y trasladado a los confines del sistema solar.
"Va a pasar mucho tiempo antes de que haya otra misión ahí fuera, sentimos la responsabilidad de asegurarnos de mirar debajo de cada roca", dice Weaver.
Ahora, el objeto objetivo, conocido por su designación del Minor Planet Center, MU69 2014, ha sido revelado por primera vez. El cuerpo planetario distante es un binario de contacto bilobulado, lo que significa que antes eran dos objetos que se formaron por separado y luego chocaron muy suavemente entre sí y se fusionaron. El lóbulo más grande es aproximadamente tres veces el volumen del más pequeño, y 2014 MU69 tiene un tono rojizo, que se cree que es el resultado de la radiación en el sistema solar exterior. Desde las primeras imágenes, el equipo cree que el objeto puede estar cubierto de características como colinas, crestas y mesetas. El MU69 2014 rota una vez cada 15 horas, y parece contener helados exóticos como nitrógeno o metano, algo que los científicos buscarán confirmar a medida que más datos sobre la composición del MU69 2014 lleguen a la Tierra.
La primera imagen en color de Ultima Thule, tomada a una distancia de 85, 000 millas (137, 000 kilómetros) a las 4:08 hora universal del 1 de enero de 2019, resalta su superficie rojiza. A la izquierda hay una imagen en color mejorada tomada por la Cámara de Imágenes Visibles Multiespectrales (MVIC), producida mediante la combinación de los canales infrarrojo cercano, rojo y azul. La imagen central tomada por la cámara de reconocimiento de largo alcance (LORRI) tiene una resolución espacial más alta que MVIC en aproximadamente un factor de cinco. A la derecha, el color se superpuso en la imagen LORRI para mostrar la uniformidad del color de los lóbulos Ultima y Thule. (NASA / Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins / Southwest Research Institute) Alan Stern, investigador principal de la misión New Horizons y ganador del Premio Smithsonian Ingenuity, dijo en una conferencia de prensa en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins que el encuentro con 2014 MU69 fue "un éxito técnico más allá de lo que se haya intentado antes en un vuelo espacial".
"Es realmente del tamaño de algo como Washington, DC", dice Stern sobre MU69 2014, que tiene aproximadamente 21 millas en su lado más largo. “Y es casi tan reflectante como la tierra de una variedad de jardín, y está iluminado por un sol que es 1.900 veces más débil que afuera en un día soleado aquí en la Tierra. Entonces, básicamente lo estábamos persiguiendo en la oscuridad a 32, 000 millas por hora ”.
2014 MU69 ha sido apodado Ultima Thule por el equipo New Horizons, una frase latina utilizada por los romanos para describir regiones inexploradas al norte y, en general, una región que se encuentra más allá del mundo conocido. La frase fue utilizada por Virgil en el poema Georgics, y el término "Thule" tiene una larga historia literaria, apareciendo en obras como el poema de 1730 de James Thompson "Otoño", que se cita en el primer capítulo de la novela de Charlotte Bronte Jane Eyre . Las versiones de "Ultima Thule" también aparecen en el poema "Dream-Land" de Edgar Allan Poe y en las obras de Vladimir Nabokov.
Sin embargo, la frase y el apodo para MU69 2014 ha suscitado críticas porque "Ultima Thule" también fue una región mítica a principios de la tradición nazi, utilizada por el ocultista alemán Thule Society para describir una tierra perdida que fue el lugar de nacimiento de la "raza aria". "Ultima Thule" es un apodo no oficial para MU69 2014, y ahora que el objeto ha sido explorado y caracterizado, la Unión Astronómica Internacional puede comenzar el proceso de dar un nombre oficial al objeto.
"El término Ultima Thule, que es muy antiguo, tiene muchos siglos, posiblemente más de 1, 000 años, es un meme maravilloso para la exploración, y es por eso que lo elegimos", dijo Stern en la conferencia de prensa cuando se le preguntó sobre el apodo. "Y diría que solo porque a algunos chicos malos les gustó ese término, no vamos a dejar que se lo roben".
Si bien el sobrevuelo de Plutón reveló un mundo notable de geología activa, con glaciares que fluyen de helados exóticos como el monóxido de carbono y el metano, y elevadas montañas de hielo de agua, se espera que MU69 2014 brinde una ventana a la historia y evolución del sistema solar en sí . 2014 MU69 es lo que se conoce como un objeto clásico del Cinturón de Kuiper, que son cuerpos helados y rocosos más allá de la órbita de Neptuno que tienen órbitas relativamente circulares, lo que significa que, a diferencia de Plutón, nunca cruzan la órbita de Neptuno. A esta gran distancia, entre aproximadamente 40 y 50 Unidades Astronómicas, o aproximadamente 3.5 a 4.5 mil millones de millas del sol, los objetos clásicos del Cinturón de Kuiper constituyen una población increíblemente primitiva, prácticamente sin cambios desde los albores del sistema solar.
"Debido a la órbita actual [de 2014 MU69], creemos que ha estado en esa posición durante 4.600 millones de años, en cuyo caso se ha mantenido en un congelamiento profundo desde el momento de su formación", dice Weaver.
El hecho de que el objeto sea un binario de contacto permite a los científicos estudiar más a fondo cómo el material se agrega a objetos como 2014 MU69 y continúa creciendo y formando planetas completos. "Es realmente gratificante ver estos binarios de contacto casi perfectamente formados en su hábitat nativo", dice Jeff Moore, líder del equipo de geología y geofísica de New Horizons. "La gente ha especulado durante mucho tiempo los procesos ... [de] cómo los grupos primordiales iniciales se unen para formar lo que se llama planetesimales, que son las cosas que a su vez se convierten en planetas. Pero ver realmente las cosas que son consistentes con las explicaciones que tenemos y las teorías que hemos tenido sobre cómo se forman estas cosas es extremadamente gratificante ”.
Una ilustración del proceso de formación de un objeto binario de contacto. (NASA / JHUAPL / SwRI / James Tuttle Keane) A más de 4 mil millones de millas del sol, 2014 MU69 sirve como un remanente del material original del que se formó el sistema solar. Stern llamó a MU69 2014, "probablemente la mejor cápsula del tiempo que hemos tenido para comprender nuestro sistema solar".
No se sabía hasta la década de 1990 que la región más allá de Neptuno no está vacía, sino que está llena de cientos de miles de objetos en una zona distinta del sistema solar ahora llamada Cinturón de Kuiper, llamado así por el astrónomo holandés-estadounidense Gerard Kuiper, quien predijo la existencia de la región décadas antes. El descubrimiento de Eris en 2003, un planeta enano en el Cinturón de Kuiper del mismo tamaño que Plutón, reveló aún más la importancia de esta tercera región y su influencia en la formación y evolución de todo lo que orbita alrededor del sol.
Si bien puede ser fácil pensar en los planetas del sistema solar que se forman en las órbitas en las que se encuentran hoy, los astrónomos ahora saben que este no fue el caso. Los planetas gigantes migraron hacia adentro y hacia afuera cuando el sistema solar se estaba formando, afectando las órbitas de todo lo demás e incluso expulsando por completo algunos objetos del sistema solar.
"Durante las primeras decenas de millones de años de la historia del sistema solar, Júpiter y Saturno entran en esta extraña danza que causó mucho caos en las órbitas de todos los planetas gigantes", dice Weaver. “Júpiter puede haber estado casi tan cerca como la órbita de Marte y luego haber vuelto a salir. Creemos que Neptuno y Urano en realidad cambiaron de lugar. ... Y eso agitó la olla en el sistema solar, y finalmente terminó con lo que tenemos hoy ".
Mientras la olla se agitaba, los astrónomos creen que algunos objetos en el Cinturón de Kuiper como el MU69 2014 fueron arrojados hacia adentro en trayectorias elípticas que pasan cerca del sol antes de volar de regreso a reinos distantes. Hoy llamamos a estos objetos cometas, y cuando uno se acerca al sol, los hielos cercanos a la superficie se calientan y se sublima en gas, formando un "coma" o bola de gas que rodea el núcleo rocoso del cometa, llamado núcleo.
"Cada vez que vemos cometas, debemos recordar que son post-tostadas", dice Moore. “Han sido fritos, crujidos y crujidos por el sol, y son ejemplos muy dañados de antiguos objetos del Cinturón de Kuiper. Y así poder salir y ver un objeto prístino del Cinturón de Kuiper nos dice ahora que, de hecho, los binarios de contacto realmente se forman, y tal vez cuando vemos cometas estamos viendo versiones más pequeñas de binarios de contacto muy dañados ".
Por el momento, solo el uno por ciento de los datos almacenados en New Horizons ha sido recibido por el equipo científico en el terreno. La nave espacial transmitirá datos a la Tierra durante los próximos 20 meses, revelando más sobre la topografía y composición de MU69 2014. Mientras tanto, New Horizons continuará su vuelo hacia el borde del sistema solar a unas 30, 000 mph, pero sus días de exploración aún no han terminado.
"La nave espacial está en excelente estado", dice Stern, y agrega que New Horizons tiene suficiente potencia en su generador termoeléctrico radioisotópico (RTG) para operar durante 15 a 20 años más. La nave puede continuar las operaciones científicas a aproximadamente 2, 5 veces su distancia actual del sol, y le queda suficiente combustible para disparar sus propulsores para cambiar el rumbo hacia otro objeto. (El equipo de New Horizons tuvo que realizar múltiples correcciones de trayectoria previas al sobrevuelo con MU69 2014). A medida que continúa volando hacia el borde del sistema solar, New Horizons estará atento a los cuerpos planetarios adicionales para estudiar, ya sea por observándolos a través de sus cámaras telescópicas o, si tenemos suerte, volando cerca de otro objeto.
"La clave de la ciencia que hacemos es si está estudiando objetos de forma remota con nuestros telescopios, o si esa ciencia en el Cinturón de Kuiper también incluirá un sobrevuelo más", dice Stern. "Y no puedo darte la respuesta hoy, porque no lo sabemos".
Por ahora, el equipo espera recibir los datos restantes en la nave espacial para aprender más sobre 2014 MU69, el mundo más lejano y antiguo jamás explorado.
