Eksplorasi planet yang paling jauh dalam sejarah membutuhkan sejumlah besar perencanaan dan persiapan yang cermat, serta sedikit keberuntungan.
“Kami mulai panik pada saat memasuki 2013, terutama akhir 2013, ” kata Hal Weaver, ilmuwan proyek pada misi New Horizons ke Pluto dan sekitarnya. "Kami menyadari, 'Ya ampun, kami belum menemukan target berikutnya untuk cakrawala baru.'"
Pada Juni 2014, Teleskop Luar Angkasa Hubble datang untuk menyelamatkan, melihat titik kecil cahaya yang perlahan bergerak melintasi langit di wilayah yang dikepalai oleh pesawat ruang angkasa New Horizons. Misi, dengan tujuan utama menjelajahi dan mengkarakterisasi Pluto, menyajikan kesempatan unik untuk mencari objek planet lain di "wilayah ketiga" yang jauh dari tata surya, Sabuk Kuiper. Diluncurkan kembali pada Januari 2006, New Horizons tidak melakukan pendekatan terdekat ke Pluto sampai lebih dari sembilan tahun kemudian pada bulan Juli 2015. Jika tim tidak dapat menemukan target baru untuk pesawat ruang angkasa, kemungkinan akan menjadi dekade sebelum pesawat ruang angkasa lain bisa disetujui, dibangun, dan diterbangkan ke bagian terluar tata surya.
“Ini akan memakan waktu begitu lama sebelum misi lain di luar sana, kami merasa bertanggung jawab untuk memastikan bahwa kami melihat di bawah setiap batu, ” kata Weaver.
Sekarang, objek target, yang dikenal dengan penunjukannya dari Minor Planet Center, 2014 MU69, telah terungkap untuk pertama kalinya. Tubuh planet yang jauh adalah biner kontak dua lobus, artinya sebelumnya dua objek yang terbentuk secara terpisah dan kemudian saling bertabrakan dengan sangat lembut dan menyatu bersama. Lobus yang lebih besar adalah sekitar tiga kali volume yang lebih kecil, dan 2014 MU69 memiliki rona kemerahan, dianggap sebagai hasil radiasi di tata surya luar. Dari gambar awal, tim percaya objek dapat ditutupi fitur seperti bukit, punggung bukit dan dataran tinggi. 2014 MU69 berputar sekali setiap 15 jam, dan tampaknya mengandung es eksotis seperti nitrogen atau metana, sesuatu yang para ilmuwan akan coba konfirmasikan ketika lebih banyak data tentang komposisi MU69 2014 mencapai Bumi.
Gambar warna pertama Ultima Thule, diambil pada jarak 85.000 mil (137.000 kilometer) pada 4:08 Waktu Universal pada 1 Januari 2019, menyoroti permukaan kemerahannya. Di sebelah kiri adalah gambar warna yang disempurnakan yang diambil oleh Multispectral Visible Imaging Camera (MVIC), yang diproduksi dengan menggabungkan saluran inframerah dekat, merah dan biru. Gambar tengah yang diambil oleh Long-Range Reconnaissance Imager (LORRI) memiliki resolusi spasial yang lebih tinggi daripada MVIC sekitar faktor lima. Di sebelah kanan, warnanya telah dilapis ke gambar LORRI untuk menunjukkan keseragaman warna dari lobus Ultima dan Thule. (Laboratorium Fisika Terapan Universitas NASA / Johns Hopkins / Southwest Research Institute) Alan Stern, penyelidik utama misi New Horizons dan Pemenang Penghargaan Smithsonian Ingenuity, mengatakan pada konferensi pers di Laboratorium Fisika Terapan Universitas Johns Hopkins bahwa pertemuan dengan 2014 MU69 adalah "keberhasilan teknis di luar apa pun yang pernah dicoba sebelumnya dalam spaceflight."
"Itu hanya benar-benar seukuran Washington, DC, " kata Stern tentang MU69 2014, yang berjarak sekitar 21 mil di sisi terpanjangnya. “Dan ini hampir sama reflektifnya dengan kotoran berbagai kebun, dan itu diterangi oleh matahari yang 1.900 kali lebih redup daripada di luar pada hari yang cerah di Bumi. Jadi, kami pada dasarnya mengejarnya dalam gelap dengan kecepatan 32.000 mil per jam. ”
2014 MU69 telah dijuluki Ultima Thule oleh tim New Horizons, sebuah frasa Latin yang digunakan oleh orang Romawi untuk menggambarkan daerah yang belum dijelajahi di utara dan, lebih umum, sebuah wilayah yang terletak di luar dunia yang dikenal. Ungkapan ini digunakan oleh Virgil dalam puisi Georgics, dan istilah "Thule" memiliki sejarah sastra yang panjang, muncul dalam karya-karya seperti puisi 1730 karya James Thompson "Autumn, " yang dikutip dalam bab pertama novel Charlotte Bronte Jane Eyre . Versi "Ultima Thule" juga muncul dalam puisi "Dream-Land" oleh Edgar Allan Poe dan dalam karya-karya Vladimir Nabokov.
Namun, frasa dan nama panggilan untuk MU69 2014 telah menuai kritik karena "Ultima Thule" juga merupakan wilayah mitos di awal pengetahuan Nazi, yang digunakan oleh Masyarakat Okultis Jerman Thule untuk menggambarkan tanah yang hilang yang merupakan tempat kelahiran "ras Arya." "Ultima Thule" adalah nama panggilan tidak resmi untuk MU69 2014, dan sekarang objek tersebut telah dieksplorasi dan dikarakterisasi, International Astronomical Union dapat memulai proses memberikan objek nama resmi.
"Istilah Ultima Thule, yang sangat tua, berabad-abad lamanya, mungkin lebih dari 1.000 tahun, adalah meme yang indah untuk dijelajahi, dan itulah sebabnya kami memilihnya, " kata Stern pada konferensi pers ketika ditanya tentang nama panggilan itu. "Dan aku akan mengatakan itu hanya karena beberapa orang jahat pernah menyukai istilah itu, kita tidak akan membiarkan mereka membajaknya."
Sementara flyby Pluto mengungkapkan dunia geologi aktif yang luar biasa, dengan gletser yang mengalir dari es eksotis seperti karbon monoksida dan metana, dan gunung es air yang menjulang, 2014 MU69 diharapkan memberikan jendela ke dalam sejarah dan evolusi tata surya itu sendiri . 2014 MU69 adalah apa yang dikenal sebagai objek Sabuk Kuiper klasik, yang merupakan benda es dan berbatu di luar orbit Neptunus yang memiliki orbit yang relatif melingkar, artinya tidak seperti Pluto, mereka tidak pernah melintasi orbit Neptunus. Pada jarak yang sangat jauh ini, antara sekitar 40 dan 50 Unit Astronomi, atau sekitar 3, 5 hingga 4, 5 miliar mil dari matahari, objek Sabuk Kuiper klasik membentuk populasi yang sangat primitif, hampir tidak berubah sejak fajar tata surya.
"Karena orbit [MU69 2014] saat ini, kami pikir sudah berada di posisi itu selama 4, 6 miliar tahun, dalam hal ini ia disimpan dalam pembekuan yang dalam sejak pembentukannya, " kata Weaver.
Fakta bahwa objek tersebut adalah kontak biner memungkinkan para ilmuwan untuk mempelajari lebih lanjut bagaimana materi berkumpul menjadi objek seperti 2014 MU69 dan terus tumbuh dan membentuk planet penuh. “Sungguh menyenangkan melihat binari kontak yang hampir sempurna terbentuk di habitat asli mereka, ” kata Jeff Moore, pemimpin tim geologi dan geofisika untuk New Horizons. “Orang-orang berspekulasi untuk waktu yang lama tentang proses… [bagaimana] bagaimana rumpun primordial awal bersatu untuk membentuk apa yang disebut planetesimal, yang merupakan hal-hal yang pada gilirannya berlanjut ke pembuatan planet-planet. Tetapi untuk benar-benar melihat hal-hal yang konsisten dengan penjelasan yang kita miliki dan teori yang kita miliki tentang bagaimana hal-hal ini terbentuk sangat memuaskan. "
Ilustrasi proses pembentukan objek biner kontak. (NASA / JHUAPL / SwRI / James Tuttle Keane) Lebih dari 4 miliar mil dari matahari, 2014 MU69 berfungsi sebagai sisa dari bahan asli tata surya terbentuk. Stern menyebut 2014 MU69, "mungkin kapsul waktu terbaik yang pernah kita miliki untuk memahami tata surya kita."
Tidak diketahui sampai tahun 1990-an bahwa wilayah di luar Neptunus tidak kosong, tetapi agak penuh dengan ratusan ribu benda di zona yang berbeda dari tata surya sekarang disebut Sabuk Kuiper, dinamai astronom Belanda-Amerika Gerard Kuiper, yang memperkirakan keberadaan kawasan itu puluhan tahun sebelumnya. Penemuan Eris pada tahun 2003, sebuah planet kerdil di Sabuk Kuiper tentang ukuran yang sama dengan Pluto, lebih jauh mengungkapkan pentingnya wilayah ketiga ini dan pengaruhnya terhadap pembentukan dan evolusi semua yang mengorbit matahari.
Meskipun dapat dengan mudah memikirkan planet-planet di tata surya yang terbentuk dalam orbit seperti sekarang ini, para astronom sekarang tahu bahwa ini bukan masalahnya. Planet-planet raksasa bermigrasi ke dalam dan kembali ke luar ketika tata surya mulai terbentuk, mempengaruhi orbit segala sesuatu yang lain dan bahkan mengeluarkan beberapa objek dari tata surya sepenuhnya.
"Selama puluhan juta tahun pertama sejarah tata surya, Jupiter dan Saturnus memasuki tarian aneh yang menyebabkan banyak kekacauan dalam orbit semua planet raksasa, " kata Weaver. "Jupiter mungkin datang sedekat orbit Mars dan kemudian kembali lagi. Kami pikir Neptunus dan Uranus benar-benar membalik tempat. ... Dan itu mengaduk panci di tata surya, akhirnya berakhir dengan apa yang kita miliki hari ini. "
Sementara pot sedang diaduk, para astronom percaya bahwa beberapa benda di Sabuk Kuiper seperti 2014 MU69 dilemparkan ke dalam pada lintasan elips yang melewati matahari sebelum terbang kembali ke alam yang jauh. Hari ini kita menyebut benda-benda ini komet, dan ketika seseorang mendekati matahari, es di dekat permukaan dipanaskan dan menyublim menjadi gas, membentuk "koma" atau bola gas yang mengelilingi inti berbatu komet, yang disebut nukleus.
"Setiap kali kita melihat komet, kita harus ingat bahwa itu adalah kiriman setelah bersulang, " kata Moore. "Mereka telah digoreng, diremukkan, dan diremukkan oleh matahari, dan itu adalah contoh rusak dari bekas objek Sabuk Kuiper. Dan dengan demikian bisa keluar dan melihat objek Sabuk Kuiper yang asli memberi tahu kita sekarang bahwa memang binari kontak benar-benar terbentuk, dan mungkin ketika kita melihat komet kita melihat versi yang lebih kecil dari binari kontak yang rusak parah. ”
Saat ini, hanya sekitar satu persen dari data yang disimpan di New Horizons telah diterima oleh tim sains di lapangan. Wahana antariksa itu akan mengirimkan data ke Bumi selama 20 bulan ke depan, mengungkap lebih banyak tentang topografi dan komposisi MU69 2014. Sementara itu, New Horizons akan melanjutkan penerbangannya menuju tepi tata surya sekitar 30.000 mph — tetapi hari-hari penjelajahannya belum berakhir.
“Wahana antariksa itu dalam kondisi prima, ” kata Stern, menambahkan bahwa New Horizons memiliki kekuatan yang cukup dalam generator termoelektrik radioisotop (RTG) untuk beroperasi selama 15 hingga 20 tahun lagi. Pesawat itu dapat melanjutkan operasi sains sekitar 2, 5 kali jaraknya saat ini dari matahari, dan memiliki cukup bahan bakar untuk menyalakan pendorongnya untuk mengubah arah menuju objek lain. (Tim Cakrawala Baru harus melakukan beberapa koreksi lintasan yang mengarah ke flyby dengan MU69 2014). Karena terus terbang menuju tepi tata surya, Cakrawala Baru akan mengawasi untuk mempelajari benda-benda planet tambahan untuk dipelajari, baik oleh mengamatinya melalui kamera teleskopiknya atau, jika kita beruntung, dengan terbang di dekat objek lain.
"Kunci untuk ilmu yang kita lakukan adalah apakah itu mempelajari benda-benda jarak jauh dengan teleskop kita, atau apakah ilmu itu di Sabuk Kuiper juga akan mencakup satu flyby lagi, " kata Stern. "Dan aku tidak bisa memberikanmu jawabannya hari ini, karena kita tidak tahu."
Untuk saat ini, tim berharap dapat menerima data yang tersisa di pesawat ruang angkasa untuk mempelajari lebih lanjut tentang MU69 2014, dunia paling jauh dan kuno yang pernah dieksplorasi.
