Nieuwe waarnemingen van NASA's New Horizons-ruimtevaartuig wijzen erop dat de Kuipergordel – de uitgestrekte, verre buitenste zone van ons zonnestelsel, bevolkt door honderdduizenden ijzige, rotsachtige planetaire bouwstenen – zich veel verder zou kunnen uitstrekken dan we dachten.

Het New Horizons Venetia Burney Student Dust Counter (SDC)-instrument raast door de buitenranden van de Kuipergordel, bijna 60 keer verder van de zon dan de aarde, en detecteert stofniveaus die hoger zijn dan verwacht:de kleine bevroren overblijfselen van botsingen tussen grotere Kuipergordels. Gordelobjecten (KBO's) en deeltjes die omhoog worden geschopt door KBO's en worden bestookt door microscopisch kleine stofdeeltjes van buiten het zonnestelsel.

De metingen tarten wetenschappelijke modellen dat de KBO-populatie en de stofdichtheid binnen die afstand een miljard kilometer zouden moeten afnemen en dragen bij aan een groeiende hoeveelheid bewijsmateriaal dat suggereert dat de buitenrand van de belangrijkste Kuipergordel miljarden kilometers verder zou kunnen reiken dan de huidige schattingen. —of dat er zelfs een tweede riem zou kunnen zijn naast degene die we al kennen.

De resultaten verschijnen in The Astrophysical Journal Letters .

‘New Horizons doet de eerste directe metingen van interplanetair stof tot ver buiten Neptunus en Pluto, zodat elke waarneming tot een ontdekking zou kunnen leiden’, zegt Alex Doner, hoofdauteur van het artikel en afgestudeerd natuurkundestudent aan de Universiteit van Colorado in Boulder. als SDC-leider.

"Het idee dat we mogelijk een uitgestrekte Kuipergordel hebben ontdekt – met een hele nieuwe populatie van objecten die botsen en meer stof produceren – biedt nog een aanwijzing voor het oplossen van de mysteries van de meest afgelegen gebieden van het zonnestelsel."

Ontworpen en gebouwd door studenten van het Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) van de University of Colorado Boulder onder begeleiding van professionele ingenieurs, heeft SDC microscopisch kleine stofdeeltjes gedetecteerd die zijn geproduceerd door botsingen tussen asteroïden, kometen en Kuipergordel-objecten langs New Horizons. ' Een reis van 8 miljard kilometer door ons zonnestelsel, die na de lancering in 2006 historische scheervluchten langs Pluto in 2015 en de KBO Arrokoth in 2019 omvatte.

Het eerste wetenschappelijke instrument op een planetaire missie van NASA dat door studenten is ontworpen, gebouwd en 'gevlogen', de SDC telt en meet de grootte van stofdeeltjes, en produceert informatie over de botsingsfrequenties van dergelijke lichamen in de buitenste delen van het zonnestelsel. P>

De nieuwste, verrassende resultaten werden gedurende drie jaar verzameld terwijl New Horizons zich van 45 naar 55 astronomische eenheden (AU) van de zon begaf – waarbij één AU de afstand tussen de aarde en de zon is, ongeveer 93 miljoen mijl of 140 miljoen kilometer.

Deze metingen komen omdat New Horizons-wetenschappers, met behulp van observatoria zoals de Japanse Subaru-telescoop op Hawaï, ook een aantal KBO's hebben ontdekt ver buiten de traditionele buitenrand van de Kuipergordel. Men dacht dat deze buitenrand (waar de dichtheid van objecten begint af te nemen) ongeveer 50 AU bedroeg, maar nieuw bewijs suggereert dat de gordel zich kan uitstrekken tot 80 AU of verder.

Naarmate de telescoopwaarnemingen voortduren, aldus Doner, kijken wetenschappers naar andere mogelijke redenen voor de hoge SDC-stofmetingen. Eén mogelijkheid, misschien minder waarschijnlijk, is dat stralingsdruk en andere factoren het stof dat in de binnenste Kuipergordel ontstaat, tot voorbij 50 AU stuwen. New Horizons zou ook korterlevende ijsdeeltjes kunnen tegenkomen die de binnenste delen van het zonnestelsel niet kunnen bereiken en waar nog geen rekening mee werd gehouden in de huidige modellen van de Kuipergordel.

"Deze nieuwe wetenschappelijke resultaten van New Horizons kunnen de eerste keer zijn dat een ruimtevaartuig een nieuwe populatie lichamen in ons zonnestelsel heeft ontdekt", zegt Alan Stern, hoofdonderzoeker van New Horizons van het Southwest Research Institute in Boulder. "Ik kan niet wachten om te zien hoe ver deze verhoogde stofniveaus in de Kuipergordel nog verder reiken."

New Horizons is nu bezig aan zijn tweede uitgebreide missie en zal naar verwachting over voldoende drijfgas en vermogen beschikken om in de jaren 2040 te kunnen opereren op afstanden groter dan 100 AU van de zon. Zo ver weg, zeggen missiewetenschappers, zou de SDC mogelijk zelfs de overgang van het ruimtevaartuig naar een gebied kunnen registreren waar interstellaire deeltjes de stofomgeving domineren.

Met complementaire telescopische observaties van de Kuipergordel vanaf de aarde heeft New Horizons, als het enige ruimtevaartuig dat opereert in en nieuwe informatie verzamelt over de Kuipergordel, een unieke kans om meer te leren over KBO’s, stofbronnen en de uitgestrektheid van de Kuipergordel, en interstellaire stof en de stofschijven rond andere sterren.

Meer informatie: Alex Doner et al, New Horizons Venetia Burney Student Dust Counter observeert hoger dan verwachte fluxen die 60 au naderen, The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI:10.3847/2041-8213/ad18b0

Geleverd door NASA