Ultima Thule: NASA-rumsonde besøger nytårsdag den fjerneste klode nogensinde
New Horizons er på vej mod en iskold verden længere væk end Pluto.
Ultima Thule isklode contact binary

Måske ser den lille isklode Ultima Thule sådan her ud. Vi ved det ikke (endnu), for den er længere væk, end vi kan se så små detaljer, selv med Hubble-teleskopet. (Illustration: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Alex Parker)

Tidligt om morgenen tirsdag 1. januar sker der noget meget langt borte fra Jorden.

Rumsonden New Horizons, som fløj forbi Pluto i 2015, er fremme ved sit næste mål, den lille isklode Ultima Thule.

Lederen af projektet, Alan Stern, har udtrykt det meget præcist:

»Der er én ting, man med sikkerhed kan sige om Ultima Thule: Den er langt borte.« 

New Horizons befinder sig nemlig nu i Solsystemets næsten ukendte grænseland, det enorme område uden for Plutos bane.

Et uudforsket område

I 1992 fik man det første tegn på, at der i udkanten af Solsystemet findes et stort asteroidebælte. Det kaldes i dag for Kuiperbæltet, og det er langt større end det asteroidebælte, som findes mellem Mars og Jupiter.

Kuiper dværgplanet ultima thule

Tegning af Kuiperbæltet med de tre kendte dværgplaneter indtegnet. (Illustration: NASA/JHUAPL/SwRI/Alex Parker)

Dværgplaneten Pluto er en del af Kuiperbæltet, som indeholder to-tre andre kendte dværgplaneter. Langt de fleste kloder i bæltet er dog ret små iskloder.

Ultima Thule er med en diameter på kun 30 km en af disse små iskloder. Den er så lille, at den først blev opdaget i 2014 af Hubble-teleskopet, netop fordi man søgte et nyt mål for New Horizons – og nu får den så besøg.

Vi ved ikke meget om Kuiperbæltet, som er et næsten uudforsket område. Spektroskopiske målinger tyder på, at de fleste kloder består af almindelig is, samt frossen metan og ammoniak. Mange Kuiperkloder er røde, hvilket kan tyde på, at de er dækket af organiske stoffer.

Ultima Thules vej til berømmelse

Man kan godt undre sig over, at en lille, blot 30 km stor klode er blevet det næste mål for New Horizons efter Pluto. Men forklaringen er nu ganske simpel: Mangel på styrebrændstof.

Allerede før New Horizons var nået frem til Pluto, var man begyndt at overveje et næste mål. Der er mange tusinde kloder i Kuiperbæltet, men de havde alle det problem, at for at nå frem til en af de allerede kendte Kuiperkloder, skulle New Horizons ændre sin bane mere, end den havde styrebrændstof til.

Hvad gør man så?

Man ansøger om tid på Hubble-teleskopet, så det kan lede efter Kuiperkloder, som New Horizons vil kunne nå uden at skulle foretage de helt store kursændringer efter forbiflyvningen af Pluto.

Hubble kan nemlig se kloder, som er betydeligt mindre end dem, vi kan se her fra Jorden, og eftersøgningen gav allerede i 2014 to hits.

Et navn med betydning

Man valgte naturligvis den klode, som var lettest at nå, og det blev så den lille klode som i lang tid bare hed 2014 MU69, men som i marts 2018, efter en offentlig afstemning, fik navnet Ultima Thule.

Om artiklens forfattere

Helle og Henrik Stub er begge cand.scient'er fra Københavns Universitet i astronomi, fysik og matematik.

I snart 40 år har parret beskæftiget sig med at formidle astronomi og rumfart gennem radio, fjernsyn, bøger og foredrag og kurser.

De står bag bogen 'Det levende Univers' og skriver om aktuelle astronomiske begivenheder for Videnskab.dk, hvor de går under kælenavnet 'Stubberne'.

Det er et navn, der første gang er brugt af grækerne og romerne om et sted langt borte mod nord – og langt borte er Ultima Thule i hvert fald.

Nu stod forskerne over for et par store udfordringer:

  • At bestemme en præcis bane for Ultima Thule
  • og undersøge, hvor stor Ultima Thule er, og om den har måner eller er omgivet af støv

Begge dele er nødvendige for at kunne planlægge en forbiflyvning.

Den mindste fejl vil ødelægge banen

Det er nødvendigt at kende en meget præcis bane, hvis man skal have mulighed for at få New Horizons til at flyve forbi Ultima Thule i en afstand på få tusinde kilometer.

Når New Horizons flyver forbi Ultima Thule, sker det med en fart på 14 km/s eller lidt over 50.000 km i timen. Man skal derfor meget præcist vide, hvornår rumsonden er fremme ved Ultima Thule – selv en lille fejl på bare fem minutter betyder en forskel på over 4.000 km i rumsondens position.

New Horizons har jo fået besked på hjemmefra, hvornår den skal tænde for sine instrumenter og i hvilken retning de skal pege. Selv en lille fejl ville i værste fald betyde, at instrumenterne tændes på det forkerte tidspunkt og peger den forkerte vej – så man i stedet for Ultima Thule blot ser det sorte verdensrum.

Det tager tid at bestemme en bane. Det kan ikke gøres ud fra et enkelt billede, men kræver at man følger kloden over længere tid – helst et par år. Den tid har man haft, fordi Ultima Thule blev opdaget allerede i 2014.

Vi har nu en meget præcis bane, og desuden har New Horizons siden august taget billeder af Ultima Thule. Selv fra rumsonden, som har et ganske godt teleskop, ses Ultima Thule kun som en svag stjerne, men billederne gør det muligt at bestemme rumsondens bane i forhold til Ultima Thule med stor nøjagtighed.

Derfor er forskerne nu sikre på, at de kan bringe rumsonden til at passere Ultima Thule i en afstand på bare 3.500 km.

Hvad ved vi om Ultima Thule?

Sagt kort, så er svaret: ikke ret meget. Det er ikke spor let at undersøge en 30 km stor klode over en afstand på over 6 milliarder km. Men noget ved vi.

Selv Hubble kan ikke se Ultima Thule som andet end en svag stjerne. Den meget ringe lysstyrke viser, at der er tale om en meget lille klode, men da man ikke ved, hvor meget lys overfladen tilbagekaster, er det svært at komme med et præcist tal.

Spektralmålinger viser, at overfladen er meget rød, og hvis den ellers ligner andre små kloder i det ydre solsystem, så var det bedste gæt på størrelsen, at den nok ikke er mere end 50 km i udstrækning.

Men så kom et gennembrud i 2017. Fordi banen kendes meget præcist, så er det muligt at beregne, hvornår den glider hen foran en fjern stjerne, og dermed skaber en kortvarig formørkelse. Det er en enorm udfordring at fange den flygtige skygge fra formørkelsen – men i 2017 lykkedes det, og resultatet var overraskende.

Nu ved vi, at Ultima Thule er aflang, og nok ikke mere end 20-30 km på den længste led.

Ultima Thule isklode contact binary

At Ultima Thule ikke er ret stor viser dette billede, som New Horizons tog 3. december. Man skal i hvert fald vide, hvor den er – og det ved NASA heldigvis. (Foto: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute)

Det er endda muligt, at der er tale om en ’contact binary’, altså to små kloder der efter et blidt sammenstød er blevet hængende sammen (se billedet i toppen af artiklen).

Det har vi set før, for komet Churyumov–Gerasimenko, som blev udforsket af den europæiske Rosetta-rumsonde, er netop en sådan ’contact binary’.

Med en gennemsnitsafstand til Solen på over 6,5 milliarder km, vil Ultima Thule naturligvis være meget kold. Vi kan forvente en temperatur omkring -240 grader, eller bare 30 grader over det absolutte nulpunkt.

Sollyset er godt 2.000 gange svagere end på Jorden, så for os vil Ultima Thule blot være en mørk skygge i et endnu mørkere verdensrum.

Heldigvis er New Horizons udstyret med nogle meget lysfølsomme kameraer – den har bogstavelig talt nattesyn - så vi skal nok få nogle flotte billeder.

Phone Home…

Når New Horizons flyver forbi Ultima Thule, er afstanden til Jorden 6,6 milliarder kilometer. Det betyder, at det tager over 6,5 timer for et radiosignal at nå Jorden, og dermed over 13 timer fra vi stiller New Horizons et spørgsmål, og til at vi får svar.

New Horizons skal altså klare hele den kun få timer lange forbiflyvning på egen hånd. Naturligvis har den i god tid fået udførlige instrukser, men så er der jo alle de uventede problemer, som jordkontrollen ikke kan hjælpe med.

Selv om alt går godt, giver den enorme afstand dog andre problemer for rumsonden. På den korte forbiflyvning er alle de videnskabelige instrumenter i sving, og det betyder, at der bliver indsamlet 50 gigabit af data.

Det er naturligvis udmærket, men New Horizons har en svag radiosender, så der kan kun overføres 1.000 bit i sekundet. Det vil derfor tage 16 måneder at få alle data overført til Jorden, så New Horizons er ikke færdig med forbiflyvningen før tidligst foråret 2020.

NASA er godt klar over, at så meget tålmodighed har vi ikke, så de har lovet, at vi i den første uge af januar vil komme til at se et par billeder, selv om de ikke er af den højeste kvalitet.

Den uendelige rejse

New Horizons fortsætter nu sin rejse bort fra Solsystemet. De næste mange år vil den med sit teleskop nok søge at få nogle billeder af Kuiperkloder, den flyver forbi. Det vil ske med lange mellemrum, og de fleste forbiflyvninger vil ske i så stor afstand, at billederne ikke vil vise ret meget.

Hvis der ellers er brændstof nok tilbage, så kunne det jo tænkes, at det var muligt at finde endnu et mål, så vi måske kunne få en gentagelse af Ultima Thule – men så heldige skal vi nok ikke regne med at være. Hertil kommer, at Plutonium-generatoren om bord på New Horizons henfalder, så der leveres mindre og mindre strøm, efterhånden som tiden går.

Der vil dog gå titusinder af år, før New Horizons helt forlader Solsystemet, hvis grænse menes at være den enorme Oortsky af små iskloder, som helt omgiver vores solsystem, og som en gang imellem sender en komet ind mod os.

Derefter følger den uendelige rejse i en bane rundt om Mælkevejens centrum.

Det er en bane, som nok stort set vil følge Solens bane, og det betyder, at hvert omløb vil vare 230 millioner år. Her vil sonden forblive så langt ind i fremtiden, som vi kan forestille os.

Hvem ved, måske vil den eksistere længere end Jorden.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs nyt om fusionsenergi, som DTU med forsøgsreaktoren på billedet nedenfor - en såkaldt tokamak - nu er kommet lidt nærmere.