Arrokoth
Introducción.
A partir de 2011, la NASA comenzó a estudiar la posibilidad de definir un segundo objetivo para la misión New Horizons, en camino a Plutón.
En este sentido se inició una búsqueda con telescopios instalados en Tierra y con el Telescopio Espacial Hubble, de manera de encontrar un buen objetivo a estudiar, posterior al sobrevuelo de Plutón, en julio de 2015.
Tal situación condujo al descubrimiento de un objeto en junio del 2014, que después de varios análisis y discusiones se convirtió en el blanco para el sobrevuelo de la sonda espacial.
El 01 de enero de 2019 se realizó de manera satisfactoria el sobrevuelo al objeto (486958) 2014 MU 69, llamado de manera extraoficial como Ultima Thule, pero que debido a implicaciones políticas, fue bautizado como Arrokoth por la Unión Astronómica Internacional en noviembre de 2019. A pesar que el concepto de Ultima Thule se usó en la Edad Media para identificar al confín del mundo conocido, fue usado por los nazis para identificar la tierra mítica originaria de los arios, por lo que este nombre no fue aceptado internacionalmente. Arrokoth, en lengua aborigen algonquina, una étnia de América del Norte, significa "Cielo". Este cuerpo es un objeto transneptuniano (TNO) ubicado en el cinturón Edgeworth-Kuiper. Las imágenes recibidas permitieron definir que el mismo es un binario de contacto de unos 31 kilómetros de tamaño, que posee lóbulos de 19 y 14 kilómetros, respectivamente.
Con un período orbital de 298 años y una baja inclinación y excentricidad, este objeto se clasifica como uno clásico del cinturón E-K. Con el sobrevuelo de la sonda espacial New Horizons a las 05:33 UTC del 01 de enero de 2019, 2014 MU 69 se convirtió en el objeto más lejano del Sistema Solar visitado por una nave espacial, y se cree el más primitivo.
Imagen extraída de un video de la NASA, publicado el miércoles 02 de enero de 2019 en donde se describe el tamaño y la forma de Arrokoth. La nave espacial New Horizons lo sobrevoló el martes 01 de enero de 2019. Crédito: NASA.
Descubrimiento.
El 26 de junio de 2014, el astrónomo Marc Buie, trabajando para la misión New Horizons, y haciendo uso del Telescopio Espacial Hubble, descubre un objeto, el cual pasó a obtener la denominación provisional 2014 MU69 del Centro de Planetas Menores, MPC, de la IAU.
Imagen y animación del descubrimiento de 2014 MU69. 26 de junio 2014. Telescopio Espacial Hubble.
Este objeto fue escogido por la NASA, entre dos objetos más, como Objetivo Potencial 1 en octubre de 2014 e inmediatamente se inició una campaña internacional para afinar la órbita del mismo.
La premisa fundamental para recibir la escogencia fue el de ser un objetivo alcanzable con el combustible disponible en la sonda.
En el año 2014, los astrónomos estimaron el tamaño del objeto 2014MU69 en un rango entre 30–45 kilómetros, en función de su brillo y distancia.
Definida su órbita con una precisión razonable, el Centro de Planetas Menores de la Unión Astronómica Internacional, MPC/IAU, le asignó el número 486958, el 12 de marzo de 2017, con lo que el objeto en cuestión pasó a denominarse provisionalmente como (486958) 2014 MU69.
Afinamiento de la órbita.
Inmediatamente se inició una campaña internacional para afinar la órbita del objeto. Observaciones realizadas en mayo–julio de 2015 y julio–octubre de 2016 permitieron reducir las incertidumbres sobre su órbita. En estas campañas no se detectaron satélites hasta la magnitud límite de 29m, ni atmósfera y anillos.
Por ser un objeto muy pequeño y distante se tuvo que aprovechar varias ocultaciones de estrellas en los años 2017 y 2018 para detectar tanto el tamaño real como posibilidad de anillos o residuos cercanos que fueses obstáculos para un sobrevuelo satisfactorio de la sonda espacial.
Dos ocultaciones fueron muy satisfactorias, la del 10 de julio de 2017 y la del 17 de julio del mismo año. La primera fue lograda por el Observatorio Estratosférico SOFIA, instalado sobre un jet. La misma se obtuvo volando sobre Nueva Zelanda. En esta observación no se logró detectar anillos o residuos en torno al objeto. La segunda fue en Chubut, Argentina, y para la misma se instalaron 24 telescopios. Los perfiles de los tiempos registrados de la ocultación permitió a los astrónomos a determinar que 2014 MU69 era un objeto de forma muy irregular, posiblemente un objeto de contacto.
Perfiles temporales de la ocultación de MU69 y la estimación de un objeto de doble contacto. Superposición de la silueta del objeto sobre los perfiles temporales de la ocultación. Crédito: NASA.
Sobrevuelo.
Una vez realizado de manera satisfactoria el sobrevuelo al sistema Plutón-Caronte, en los meses de julio, octubre y noviembre de 2015, los controladores de vuelo de la nave realizaron 4 correcciones de trayectoria de espacio profundo para afinar el vuelo de la New Horizons al objeto 2014 MU69.
El 16 de agosto de 2018, la sonda logró captar con su cámara de navegación a Arrokoth. El objeto se encontraba a 172 millones de kilómetros de distancia.
La figura de la izquierda es una imagen compuesta producida al agregar 48 exposiciones diferentes de la cámara de la sonda News Horizons, Long Range Reconnaissance Imager (LORRI), cada una con un tiempo de exposición de 30 segundos, tomada el 16 de agosto de 2018. La posición prevista del objeto del cinturón Kuiper está en el centro del recuadro amarillo, indicado por la cruz. A la derecha hay una vista ampliada de la región del recuadro amarillo, después de restar una "plantilla" de campo de estrellas de fondo tomada por LORRI en septiembre de 2017 antes de que pudiera detectar el objeto en sí. El objeto se detecta claramente en esta imagen sustraída de estrellas y está muy cerca de donde los científicos predijeron, indicando al equipo que New Horizons está siendo dirigido en la dirección correcta. Los muchos artefactos en la imagen restada de estrella se deben a pequeños registros incorrectos entre las nuevas imágenes de LORRI y a la plantilla, o por variaciones de brillo intrínsecas de las estrellas. En el momento de estas observaciones, Arrokoth se encontraba a 172 millones de kilómetros de la nave espacial New Horizons y a 6.500 millones de kilómetros del Sol. Crédito: NASA/ Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins/ Southwest Research Institute.
Esta primera detección fue muy importante ya que el lograr detectar al objeto desde una distancia tan lejana y con la suficiente antelación – 4 meses – permitió realizar las correcciones de trayectoria y lograr un buen sobrevuelo, el cual finalmente se hizo a una distancia de 3.500 kilómetros, tres veces más cerca del sobrevuelo realizado al sistema de Plutón–Caronte.
El 03 de octubre de 2018 se realizó un corto encendido de cohetes para corregir la trayectoria de la nave espacial. En las imágenes se logró definir que Arrokoth se encontraba a 500 kilómetros del sitio esperado, lo que es excepcionalmente bien.
Esta imagen se realizó combinando cientos de imágenes tomadas entre agosto y mediados de diciembre por el sistema de imágenes de reconocimiento de largo alcance de New Horizons (LORRI). Se ha coloreado usando azul profundo para las regiones más oscuras y amarillo para las más brillantes. Arrokoth, el nombre que se le ha dado al objeto del cinturón Kuiper 2014 MU69, es el punto amarillo brillante en el medio. Las dos distancias de sobrevuelo posibles para New Horizons se indican mediante los dos círculos concéntricos. La misión ha decidido volar por el camino más cercano, hacia el punto de destino marcado con una X. Las imágenes individuales contienen muchas estrellas de fondo, pero al combinar imágenes tomadas a diferentes distancias de Arrokoth, la mayoría de las estrellas se pueden identificar y eliminar. Sin embargo, algunas de ellas dejan rastros, que pueden verse como círculos débiles que irradian desde el punto de destino. Crédito: New Horizons, NASA.
En el mes de diciembre, después de casi tres semanas de búsquedas minuciosas de anillos, lunas pequeñas y otros peligros potenciales alrededor del objeto, el investigador principal de New Horizons, Alan Stern, dio el visto bueno para que la nave espacial permaneciese en la trayectoria definida que la acercó a 3.500 kilómetros de Arrokoth, en lugar de un desvío para evitar riesgos, que la habría empujado a una distancia tres veces más mayor. Con New Horizons desplazándose a unos 50.700 kilómetros por hora, una partícula tan pequeña como un grano de arroz podría ser letal para la sonda del tamaño de un piano. La última corrección de trayectoria se realizó el 18 de diciembre de 2018.
Imágenes obtenidas el 30 de diciembre. Izquierda – imagen cruda; derecha – imagen procesada. Crédito: NASA.
Imagen reprocesada y animación de Arrokoth. 31 de diciembre de 2018. Crédito: NASA.
Rotación y descripción de la figura de Arrokoth. Crédito: NASA.
Esta imagen, disponible por la NASA el miércoles 2 de enero de 2019, muestra el tamaño y la forma de Arrokoth, aproximadamente 1.700 millones de kilómetros más allá de Plutón. La nave espacial New Horizons la sobrevoló el martes 1 de enero de 2019. Crédito: NASA.
La fotografía del “muñeco de nieve” se tomó a una distancia de aproximadamente 28.000 kilómetros, media hora antes de que la nave espacial sobrevolara a Arrokoth.
El objeto de dos lóbulos es lo que se conoce como "binario de contacto". Es el primer objeto binario de contacto que la NASA ha explorado. Habiéndose formado hace 4.500 millones de años, cuando apenas se iniciaba el nacimiento del Sistema Solar, es el objeto más primitivo visto de cerca.
Con el tamaño aproximado de una ciudad, Arrokoth tiene un aspecto moteado y es de color ladrillo mate, probablemente debido a los efectos de los bombardeos de radiación en la superficie helada, con regiones más brillantes y más oscuras. El color rojizo de la superficie de Arrokoth se debe a las tolinas (cadenas de carbono disociadas por la radiación ultravioleta) que se encuentran en su superficie. El nombre de esta substancia alquitranada se debe a Carl Sagan, que la bautizó con ese nombre cuando experimentaba los procesos de formación de vida debido a la radiación del Sol.
Ambos lóbulos son similares en color, mientras que el cuello apenas perceptible que conecta los dos cuerpos es notablemente menos rojo, probablemente debido a las partículas que caen por las pendientes pronunciadas en esa área.
Los científicos consideran que Arrokoth es una máquina de tiempo exquisita que debería proporcionar pistas sobre los orígenes de nuestro Sistema Solar.
No es un cometa ni un asteroide, según Alan Stern, sino "un planetesimal primordial". A diferencia de los cometas y otros objetos que han sido alterados por el Sol a lo largo del tiempo, Arrokoth se encuentra en su estado original y puro: ha estado en el cinturón Kuiper congelado en los márgenes de nuestro Sistema Solar desde el principio.
En su superficie, los científicos han encontrado evidencias de metanol y agua congelada. Los puntos brillantes todavía se desconoce su origen. Los cráteres pequeños no parecen ser de impacto y se está estudiando si se corresponden con un proceso de sublimación (transición de sólido a gaseoso) o son cráteres de pozo, en donde el material se drena al interior del objeto a través de fisuras. El cráter de mayor tamaño, si es de impacto y fue bautizado con el nombre de Cráter Maryland. Tiene un tamaño de 8 kilómetros.
Los datos que estará enviando la sonda New Horizons sobre este encuentro cercano estarán demorando dos años en llegar a los investigadores en Tierra. Los mismos estarán llegando a la Tierra hasta mediados de 2020.
Imagen en alta resolución de Arrokoth.
A medida que las nuevas imágenes arriban al centro de procesamiento de la misión New Horizons, el equipo de modelado del objeto las procesa y se ajusta la figura del objeto 486958 Arrokoth (2014 MU69). Hasta el momento, el objeto está compuesto por un cuerpo de mayor tamaño, llamado provisionalmente Ultima que tiene forma achatada, mientras que el lóbulo más pequeño (Thule) es de forma redondeada. Esta figura es distinta a la inicial, que presentaba dos objetos cuasi-esferoidales en contacto.
Nueva figura de Ultima Thule (febrero 2019).
Posterior al sobrevuelo, la sonda dirigió su cámara LORRI hacia el objeto y capturó esta singular imagen de la silueta de Arrokoth.
Imagen de fondo de Arrokoth. La silueta del objeto está definida por el brillo de la luz solar en su superficie.
Designaciones.
Designación MPC: (486958) 2014 MU 69
Denominación oficial: Arrokoth.
Categoría: TNO. Cubewano distante.
Características orbitales.
Afelio: 46,442 AU.
Perihelio: 42,721 AU.
Semieje mayor: 44,5814 AU.
Excentricidad: 0,041725.
Periodo orbital: 298 años.
Inclinación: 2,4512°
Características físicas.
Dimensiones: Eje largo 31,7 ± 0,5 km .
Ultima: 19,5 km.
Thule: 14,2 km.
Periodo de rotación: 15 ± 1 h.
Albedo: 0,06 – 0,14.
Magnitud aparente: 26m,8.
Fuentes:
https://en.wikipedia.org/wiki/(486958)_2014_MU69
http://ssd.jpl.nasa.gov/sbdb.cgi?sstr=2486958
https://aas.org/meetings/dps50