In 2015 heeft de Nieuwe horizonten missie werd het eerste robotachtige ruimtevaartuig dat een flyby van Pluto uitvoerde. Daarbij slaagde de sonde erin verbluffende foto's en waardevolle gegevens vast te leggen over wat ooit werd beschouwd als de negende planeet van het zonnestelsel (en voor sommigen nog steeds) en zijn manen. Jaren later bestuderen wetenschappers nog steeds de gegevens om te zien wat ze nog meer kunnen leren over het Pluto-Charon-systeem.
Zo heeft het missiewetenschapsteam van het Southwest Research Institute (SwRI) onlangs een interessante ontdekking gedaan over Pluto en Charon. Gebaseerd op afbeeldingen verkregen door de Nieuwe horizonten ruimtevaartuig van enkele kleine kraters op hun oppervlak, bevestigde het team indirect dat iets over de Kuipergordel ernstige gevolgen zou kunnen hebben voor onze modellen van zonnestelsels.
De studie die hun bevindingen beschrijft, die onlangs in het tijdschrift verschenen Wetenschap, werd geleid door Kelsi Singer - de mede-onderzoeker van de Nieuwe horizonten missie van de SwRI. Ze werd vergezeld door onderzoekers van NASA's Ames Research Center, het Lunar and Planetary Institute (LPI), het Lowell Observatory, het SETI Institute's Carl Sagan Center en meerdere universiteiten.
Samenvattend, de Kuipergordel is een grote gordel van ijzige lichamen en planetoïden die het zonnestelsel voorbij Neptunus cirkelen en zich uitstrekken van een afstand van 30 AU tot ongeveer 50 AU. Net als de Main Asteroid Belt, bevat het veel kleine lichamen, die allemaal overblijfselen zijn van de vorming van het zonnestelsel. Het belangrijkste verschil is dat de Kuipergordel veel groter is, 20 keer zo breed en tot 200 keer zo groot.
Na raadpleging van gegevens van de Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) van het ruimtevaartuig, de Nieuwe horizonten team ontdekten dat er minder kraters waren op de oppervlakken van Pluto en Charon dan verwacht. Deze bevinding impliceert dat er in het Trans-Neptuniaanse gebied zeer weinig objecten zijn met een diameter tussen 91 m (300 ft) en 1,6 km (1 mijl). Zoals Dr.Singer uitlegde in een recente JHUAPL-persverklaring:
“Deze kleinere Kuipergordel-objecten zijn veel te klein om echt te zien met telescopen op zo'n grote afstand. New Horizons die rechtstreeks door de Kuipergordel vloog en gegevens verzamelde, was de sleutel tot het leren over zowel grote als kleine lichamen van de gordel. ”
Simpel gezegd, kraters op lichamen van het zonnestelsel fungeren als een soort record en geven aan hoeveel inslagen en hoe groot het lichaam in de loop van de tijd heeft ervaren. Voor astronomen en planetaire wetenschappers geven deze hints over de geschiedenis van het object en zijn plaats in het zonnestelsel. Aangezien Pluto zo ver van de aarde verwijderd is, was er zeer weinig bekend over het oppervlak voorafgaand aan de historische flyby door de Nieuwe horizonten missie.
Net als de gletsjers van stikstofijs en ongelooflijk hoge bergen (die wel 4 km / 2,5 mijl bereikten) op het oppervlak, waren de kleine kraters waar Nieuwe horizonten zijn indicatief voor Pluto's geschiedenis. Net als de Main Asteroid Belt zijn Kuiper Belt Objects (KBO's) in wezen 'feedstock' waaruit grotere lichamen in het zonnestelsel ongeveer 4,6 miljard jaar geleden ontstonden.
Deze laatste studie, die beperkingen stelt aan het aantal kleinere KBO's, zou daarom aanwijzingen kunnen geven over de vorming en geschiedenis van het zonnestelsel. Zoals Alan Stern, de hoofdonderzoeker van de New Horizons-missie (ook van SwRI) het uitlegde:
“Deze baanbrekende ontdekking door New Horizons heeft diepe implicaties. Net als Nieuwe horizonten onthulde Pluto, zijn manen en, meer recentelijk, de KBO met de bijnaam Ultima Thule in voortreffelijke details, onthulde het team van Kelsi belangrijke details over de populatie van KBO's op schalen die we niet rechtstreeks kunnen benaderen vanaf de aarde. "
Om eerlijk te zijn, ondergaat Pluto geologische processen die enig bewijs van zijn impactgeschiedenis hebben veranderd. Een goed voorbeeld hiervan is endogene resurfacing, waarbij convectie tussen het oppervlak en het interieur ervoor zorgt dat het oppervlak periodiek wordt vernieuwd. Charon is echter relatief statisch vanuit geologisch oogpunt, wat de Nieuwe horizonten team met een stabieler record van effecten.
Deze resultaten sluiten aan bij een belangrijk aspect van de Nieuwe horizonten' missie, namelijk de Kuipergordel beter begrijpen. En met de recente flyby van Ultima Thule heeft de missie nu gegevens opgeleverd over de oppervlakken van drie verschillende zonnestelsellichamen. En de gegevens van die flyby komen overeen met de gegevens die zijn verkregen van Pluto en Charon.
Zoals opgemerkt, zou deze laatste studie kunnen helpen bij het oplossen van lopende geschillen over de vorming van ons zonnestelsel. Hoewel er een relatieve consensus bestaat dat onze zon en de planeten 4,6 miljard jaar geleden uit een moleculaire wolk zijn gevormd, zijn er verschillende modellen voorgesteld die resulteren in verschillende populaties en locaties van objecten van het zonnestelsel.
"Dit verrassende gebrek aan kleine KBO's verandert onze kijk op de Kuipergordel en laat zien dat de vorming of evolutie ervan, of beide, enigszins anders waren dan die van de asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter," zei Singer. "Misschien heeft de asteroïdengordel meer kleine lichamen dan de Kuipergordel omdat de bevolking meer botsingen ervaart die grotere objecten opsplitsen in kleinere."
Deze bevindingen kunnen ook van invloed zijn op de planning van toekomstige missies naar de Main Asteroid Belt en de Trans-Neptuniaanse regio. Hoe meer we weten over de objecten in deze twee riemen - zoals hoeveel er zijn, hun composities en hun afmetingen - hoe meer we gaan leren over hoe ons zonnestelsel is ontstaan.
