Οι παρατηρήσεις του ίσως αλλάξουν τα όρια του Ηλιακού Συστήματος

Νέες παρατηρήσεις από το διαστημικό σκάφος New Horizons της NASA υποδηλώνουν ότι η ζώνη Kuiper – η απέραντη, μακρινή εξωτερική ζώνη του Ηλιακού μας Συστήματος που είναι γεμάτη από εκατοντάδες χιλιάδες παγωμένες, βραχώδεις πλανητικές δομικές μονάδες – μπορεί να εκτείνεται πολύ πιο μακριά από ό,τι νομίζαμε.

Διασχίζοντας με ταχύτητα τις εξωτερικές άκρες της ζώνης Kuiper, που απέχει σχεδόν 60 φορές μακρύτερα από τον Ήλιο από τη Γη, το όργανο New Horizons Venetia Burney Student Dust Counter (SDC) ανιχνεύει υψηλότερα από τα αναμενόμενα επίπεδα σκόνης – τα μικροσκοπικά παγωμένα απομεινάρια των συγκρούσεων μεταξύ μεγαλύτερων αντικειμένων της ζώνης Kuiper (KBOs) και σωματίδια που εκτοξεύονται από τα KBOs που δέχονται μικροσκοπικές προσκρούσεις σκόνης από το εξωτερικό του Ηλιακού Συστήματος.

Οι μετρήσεις αψηφούν τα επιστημονικά μοντέλα σύμφωνα με τα οποία ο πληθυσμός των KBO και η πυκνότητα της σκόνης θα πρέπει να αρχίσουν να μειώνονται ένα δισεκατομμύριο μίλια μέσα σε αυτή την απόσταση και συμβάλλουν σε ένα αυξανόμενο σώμα στοιχείων που υποδηλώνουν ότι το εξωτερικό άκρο της κύριας ζώνης Kuiper θα μπορούσε να εκτείνεται δισεκατομμύρια μίλια μακρύτερα από τις τρέχουσες εκτιμήσεις – ή ότι θα μπορούσε ακόμη και να υπάρχει μια δεύτερη ζώνη πέρα από αυτή που ήδη γνωρίζουμε.

“Το New Horizons πραγματοποιεί τις πρώτες άμεσες μετρήσεις της διαπλανητικής σκόνης πολύ πέρα από τον Ποσειδώνα και τον Πλούτωνα, οπότε κάθε παρατήρηση μπορεί να οδηγήσει σε μια ανακάλυψη“, δήλωσε ο Alex Doner, επικεφαλής συγγραφέας της δημοσίευσης και μεταπτυχιακός φοιτητής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο Boulder, ο οποίος είναι επικεφαλής του SDC. “Η ιδέα ότι μπορεί να έχουμε ανιχνεύσει μια εκτεταμένη ζώνη Kuiper – με έναν ολόκληρο νέο πληθυσμό αντικειμένων που συγκρούονται και παράγουν περισσότερη σκόνη – προσφέρει ένα ακόμη στοιχείο για την επίλυση των μυστηρίων των πιο απομακρυσμένων περιοχών του Ηλιακού Συστήματος“.

Σχεδιασμένο και κατασκευασμένο από φοιτητές του Εργαστηρίου Φυσικής της Ατμόσφαιρας και του Διαστήματος (LASP) στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο Μπόλντερ υπό την καθοδήγηση επαγγελματιών μηχανικών, το SDC έχει ανιχνεύσει μικροσκοπικούς κόκκους σκόνης που παράγονται από συγκρούσεις μεταξύ αστεροειδών, κομητών και αντικειμένων της ζώνης Kuiper σε όλο το διάστημα του 18ετούς ταξιδιού του New Horizons, συνολικής διάρκειας 5 δισεκατομμυρίων μιλίων, μέσα στο Ηλιακό μας Σύστημα – το οποίο μετά την εκτόξευσή του το 2006 περιελάμβανε ιστορικές διελεύσεις από τον Πλούτωνα το 2015 και το KBO Arrokoth το 2019. Το πρώτο επιστημονικό όργανο σε πλανητική αποστολή της NASA που σχεδιάστηκε, κατασκευάστηκε και “πέταξε” από φοιτητές, το SDC υπολογίζει και μετρά τα μεγέθη των σωματιδίων σκόνης, παράγοντας πληροφορίες για τα ποσοστά σύγκρουσης τέτοιων σωμάτων στο εξωτερικό Ηλιακό Σύστημα.

Τα τελευταία, εκπληκτικά αποτελέσματα συγκεντρώθηκαν σε διάστημα τριών ετών καθώς το New Horizons ταξίδευε από 45 έως 55 αστρονομικές μονάδες (AU) από τον Ήλιο – με μία AU να είναι η απόσταση μεταξύ Γης και Ήλιου, περίπου 140 εκατομμύρια χιλιόμετρα.

Οι μετρήσεις αυτές έρχονται καθώς οι επιστήμονες του New Horizons, χρησιμοποιώντας παρατηρητήρια όπως το ιαπωνικό τηλεσκόπιο Subaru στη Χαβάη, ανακάλυψαν επίσης έναν αριθμό KBOs πολύ πέρα από το παραδοσιακό εξωτερικό άκρο της ζώνης Kuiper. Αυτό το εξωτερικό άκρο (όπου η πυκνότητα των αντικειμένων αρχίζει να μειώνεται) θεωρούνταν ότι βρισκόταν σε απόσταση περίπου 50 AU, αλλά τα νέα στοιχεία δείχνουν ότι η ζώνη μπορεί να εκτείνεται μέχρι 80 AU ή και πιο μακριά.

Καθώς συνεχίζονται οι παρατηρήσεις με τηλεσκόπια, δήλωσε ο Doner, οι επιστήμονες εξετάζουν και άλλους πιθανούς λόγους για τις υψηλές ενδείξεις σκόνης του SDC. Μια πιθανότητα, ίσως λιγότερο πιθανή, είναι η πίεση της ακτινοβολίας και άλλοι παράγοντες που ωθούν τη σκόνη που δημιουργήθηκε στην εσωτερική ζώνη Kuiper να ξεπεράσει τις 50 AU. Το New Horizons θα μπορούσε επίσης να έχει συναντήσει σωματίδια πάγου μικρότερης διάρκειας ζωής που δεν μπορούν να φτάσουν στα εσωτερικά τμήματα του Ηλιακού Συστήματος και δεν έχουν ακόμη ληφθεί υπόψη στα τρέχοντα μοντέλα της ζώνης Kuiper.

“Αυτά τα νέα επιστημονικά αποτελέσματα από το New Horizons μπορεί να είναι η πρώτη φορά που οποιοδήποτε διαστημικό σκάφος ανακαλύπτει έναν νέο πληθυσμό σωμάτων στο Ηλιακό μας Σύστημα“, δήλωσε ο Alan Stern, κύριος ερευνητής του New Horizons από το Southwest Research Institute στο Boulder. “Ανυπομονώ να δω πόσο μακρύτερα θα φτάσουν αυτά τα αυξημένα επίπεδα σκόνης της ζώνης Kuiper“.

Τώρα, στη δεύτερη εκτεταμένη αποστολή του, το New Horizons αναμένεται να έχει επαρκή καύσιμα και ενέργεια για να λειτουργήσει μέχρι τη δεκαετία του 2040, σε αποστάσεις πέραν των 100 AU από τον Ήλιο. Τόσο μακριά, λένε οι επιστήμονες της αποστολής, το SDC θα μπορούσε ενδεχομένως να καταγράψει ακόμη και τη μετάβαση του διαστημικού σκάφους σε μια περιοχή όπου τα διαστρικά σωματίδια κυριαρχούν στο περιβάλλον της σκόνης. Με συμπληρωματικές τηλεσκοπικές παρατηρήσεις της Ζώνης Kuiper από τη Γη, το New Horizons, ως το μοναδικό διαστημικό σκάφος που επιχειρεί και συλλέγει νέες πληροφορίες για τη Ζώνη Kuiper, έχει μια μοναδική ευκαιρία να μάθει περισσότερα για τα KBOs, τις πηγές σκόνης και την έκταση της ζώνης, καθώς και για τη διαστρική σκόνη και τους δίσκους σκόνης γύρω από άλλα άστρα.

[NASA]