A exploração planetária mais distante da história exigiu uma quantidade significativa de planejamento e preparação cuidadosos, bem como um pouco de sorte.
"Começamos a entrar em pânico quando chegamos a 2013, especialmente no final de 2013", diz Hal Weaver, cientista do projeto na missão New Horizons para Plutão e além. “Estávamos percebendo: 'Oh meu Deus, ainda não descobrimos o próximo alvo da New Horizons'”.
Em junho de 2014, o Telescópio Espacial Hubble veio em seu socorro, observando uma pequena pontada de luz se movendo lentamente pelo céu na região em que a espaçonave New Horizons estava se dirigindo. A missão, com o objetivo principal de explorar e caracterizar Plutão, apresentou uma oportunidade única de procurar outro objeto planetário na distante “terceira região” do sistema solar, o Cinturão de Kuiper. Lançada em janeiro de 2006, a New Horizons não fez sua abordagem mais próxima a Plutão até nove anos depois, em julho de 2015. Se a equipe não conseguisse encontrar um novo alvo para a espaçonave, provavelmente seriam décadas antes que outra espaçonave ser aprovado, construído e voado para os confins do sistema solar.
"Vai demorar tanto tempo até que outra missão esteja lá fora, nós sentimos alguma responsabilidade para ter certeza de que nós olhamos sob cada rocha", diz Weaver.
Agora, o objeto alvo, conhecido por sua designação do Minor Planet Center, 2014 MU69, foi revelado pela primeira vez. O corpo planetário distante é um binário de contato bi-lobado, o que significa que antigamente eram dois objetos que se formaram separadamente e, então, muito gentilmente colidiram uns com os outros e se fundiram. O lóbulo maior é cerca de três vezes o volume do menor, e 2014 MU69 tem um tom avermelhado, pensado para ser o resultado da radiação no sistema solar exterior. Desde as primeiras imagens, a equipe acredita que o objeto pode ser coberto por características como colinas, cordilheiras e cumes. 2014 MU69 gira uma vez a cada 15 horas, e parece conter gelos exóticos como nitrogênio ou metano, algo que os cientistas procurarão confirmar à medida que mais dados sobre a composição de 2014 MU69 chegarem à Terra.
A primeira imagem colorida do Ultima Thule, tirada a uma distância de 137.000 quilômetros (85.000 milhas) às 4:08 da Hora Universal em 1º de janeiro de 2019, destaca sua superfície avermelhada. À esquerda, uma imagem colorida aprimorada tirada pela Câmera de Imagem Visível Multiespectral (MVIC), produzida pela combinação dos canais infravermelho próximo, vermelho e azul. A imagem central obtida pelo Imageador de Reconhecimento de Longo Alcance (LORRI) tem uma resolução espacial mais alta que a MVIC em aproximadamente um fator de cinco. À direita, a cor foi sobreposta à imagem LORRI para mostrar a uniformidade de cores dos lóbulos Ultima e Thule. (NASA / Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins / Southwest Research Institute) Alan Stern, investigador principal da missão New Horizons e vencedor do Smithsonian Ingenuity Award, disse em uma conferência de imprensa no Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins que o encontro com 2014 MU69 foi "um sucesso técnico além de qualquer coisa tentada antes."
"É apenas o tamanho de algo como Washington, DC", diz Stern de 2014 MU69, que tem cerca de 21 milhas em seu maior lado. “E é tão reflexivo quanto a sujeira de jardim, e é iluminada por um sol que é 1.900 vezes mais tênue do que fora em um dia ensolarado aqui na Terra. Então, basicamente estávamos perseguindo no escuro a 32.000 milhas por hora. ”
2014 MU69 foi apelidado de Ultima Thule pela equipe New Horizons, uma frase em latim usada pelos romanos para descrever regiões inexploradas ao norte e, mais geralmente, uma região que está além do mundo conhecido. A frase foi usada por Virgil no poema Georgics, e o termo “Thule” tem uma longa história literária, aparecendo em obras como o poema de 1730 de James Thompson “Autumn”, que é citado no primeiro capítulo da novela de Jane Bronte, Jane Eyre . Versões de “Ultima Thule” também aparecem no poema “Dream-Land” de Edgar Allan Poe e nas obras de Vladimir Nabokov.
No entanto, a frase e apelido para 2014 MU69 atraiu críticas porque "Ultima Thule" também foi uma região mítica no início do folclore nazista, usada pela ocultista alemã Thule Society para descrever uma terra perdida que foi o berço da "raça ariana". "Ultima Thule" é um apelido não oficial para 2014 MU69, e agora que o objeto foi explorado e caracterizado, a União Astronômica Internacional pode começar o processo de dar ao objeto um nome oficial.
"O termo Ultima Thule, que é muito antigo, tem muitos séculos, possivelmente tem mais de 1.000 anos, é um meme maravilhoso para exploração, e é por isso que escolhemos", disse Stern na coletiva de imprensa quando perguntado sobre o apelido. "E eu diria que só porque alguns caras malvados gostaram desse termo, não vamos permitir que eles o sequestrem."
Enquanto o sobrevoo de Plutão revelou um mundo notável de geologia ativa, com geleiras fluidas de gelos exóticos como monóxido de carbono e metano, e imponentes montanhas de gelo de água, 2014 espera-se que o MU69 forneça uma janela para a história e evolução do próprio sistema solar . 2014 MU69 é o que é conhecido como um objeto clássico do Cinturão de Kuiper, que são corpos gelados e rochosos além da órbita de Netuno que têm órbitas relativamente circulares, o que significa que, ao contrário de Plutão, eles nunca atravessam a órbita de Netuno. A essa grande distância, entre cerca de 40 e 50 Unidades Astronômicas, ou cerca de 3, 5 a 4, 5 bilhões de milhas do Sol, os objetos clássicos do Cinturão de Kuiper constituem uma população incrivelmente primitiva, virtualmente inalterada desde a aurora do sistema solar.
“Por causa da órbita atual [2014 MU69], achamos que está nessa posição há 4, 6 bilhões de anos, e nesse caso ela foi mantida em um congelamento profundo desde a época de sua formação”, diz Weaver.
O fato de que o objeto é um binário de contato permite que os cientistas continuem estudando como o material se agrega em objetos como o 2014 MU69 e continua crescendo e formando planetas cheios. “É realmente gratificante ver esses binários de contato quase perfeitamente formados em seu habitat nativo”, diz Jeff Moore, líder da equipe de geologia e geofísica da New Horizons. “As pessoas especularam por muito tempo os processos ... [de] como os grupos primordiais iniciais se juntam para formar o que é chamado de planetesimais, que são as coisas que por sua vez vão para os planetas. Mas ver as coisas que são consistentes com as explicações que temos e as teorias que tivemos sobre como essas coisas se formam é extremamente gratificante ”.
Uma ilustração do processo de formação de um objeto binário de contato. (NASA / JHUAPL / SwRI / James Tuttle Keane) A mais de 4 bilhões de quilômetros do Sol, 2014, o MU69 serve como um remanescente do material original do qual o sistema solar se formou. Stern chamou 2014 MU69, "provavelmente a melhor cápsula do tempo que já tivemos para entender nosso sistema solar".
Não se sabia até a década de 1990 que a região além de Netuno não é vazia, mas sim cheia de centenas de milhares de objetos em uma zona distinta do sistema solar agora chamado de Cinturão de Kuiper, nomeado após o astrônomo holandês-americano Gerard Kuiper, que previu a existência da região décadas antes. A descoberta de Eris em 2003, um planeta anão no Cinturão de Kuiper, aproximadamente do mesmo tamanho que Plutão, revelou ainda mais o significado desta terceira região e sua influência na formação e evolução de tudo o que orbita o sol.
Embora seja fácil pensar nos planetas do sistema solar formando nas órbitas em que estão hoje, os astrônomos agora sabem que não era esse o caso. Os planetas gigantes migraram para dentro e para trás enquanto o sistema solar tomava forma, afetando as órbitas de todo o resto e até mesmo ejetando completamente alguns objetos do sistema solar.
“Durante as primeiras dezenas de milhões de anos da história do sistema solar, Júpiter e Saturno entram nessa dança estranha que causou muito caos nas órbitas de todos os planetas gigantes”, diz Weaver. “Júpiter pode ter chegado quase tão perto quanto a órbita de Marte e depois voltou a sair. Nós pensamos que Netuno e Urano realmente mudaram de lugar. … E isso agitou o pote no sistema solar, terminando finalmente com o que temos hoje. ”
Enquanto a panela estava mexendo, os astrônomos acreditam que alguns objetos no cinturão de Kuiper como 2014 MU69 foram jogados para dentro em trajetórias elípticas que passam perto do sol antes de voar de volta para reinos distantes. Hoje chamamos esses objetos de cometas, e quando se chega perto do sol, os gelos próximos à superfície são aquecidos e sublimados em gás, formando um “coma” ou bola de gás que circunda o núcleo rochoso do cometa, chamado núcleo.
“Sempre que vemos cometas, precisamos nos lembrar de que são pós-toasties”, diz Moore. “Eles foram fritos, estalados e esmagados pelo sol, e são exemplos muito danificados dos antigos objetos do Cinturão de Kuiper. E assim poder sair e ver um objeto do Cinturão de Kuiper intocado nos diz agora que de fato binários de contato realmente se formam, e talvez quando vemos cometas estamos vendo versões menores de binários de contato muito danificados. ”
No momento, apenas cerca de 1% dos dados armazenados no New Horizons foram recebidos pela equipe de cientistas em campo. A espaçonave irá transmitir dados para a Terra pelos próximos 20 meses, revelando mais sobre a topografia e composição de 2014 MU69. Enquanto isso, a New Horizons continuará sua rota em direção à borda do sistema solar a cerca de 30.000 mph - mas seus dias de exploração ainda não acabaram.
“A espaçonave está no auge da saúde”, diz Stern, acrescentando que a New Horizons tem energia suficiente em seu gerador termoelétrico de radioisótopo (RTG) para operar por mais 15 a 20 anos. A nave pode continuar as operações científicas até cerca de 2, 5 vezes a distância atual do sol, e tem combustível suficiente para disparar seus propulsores para mudar o curso em direção a outro objeto. (A equipe da New Horizons teve que conduzir várias correções de trajetória que levaram ao voo rasante com o MU69 de 2014.) À medida que continua a voar em direção à borda do sistema solar, a New Horizons manterá um olho atento a corpos planetários adicionais para estudar, seja por observando-os através de suas câmeras telescópicas ou, se tivermos sorte, voando perto de outro objeto.
"A chave para a ciência que fazemos é se está estudando objetos remotamente com nossos telescópios, ou se a ciência no Cinturão de Kuiper também incluirá mais um sobrevôo", diz Stern. "E eu não posso lhe dar a resposta hoje, porque não sabemos."
Por enquanto, a equipe espera receber os dados restantes na espaçonave para aprender mais sobre 2014 MU69, o mundo mais distante e antigo já explorado.
