NASAs New Horizons registrerer støvede antydninger af udvidet Kuiper-bælte

Nye observationer fra NASAs New Horizons-rumfartøj antyder, at Kuiperbæltet – den store, fjerne ydre zone af vores solsystem befolket af hundredtusindvis af iskolde, klippefyldte planetariske byggeklodser – kan strække sig meget længere ud, end vi troede.

I hastighed gennem de ydre kanter af Kuiperbæltet, næsten 60 gange længere fra solen end Jorden, registrerer New Horizons Venetia Burney Student Dust Counter (SDC) instrumentet højere end forventet niveauer af støv - de små frosne rester af kollisioner mellem større Kuiper Bælteobjekter (KBO'er) og partikler, der sparkes op fra KBO'er, bliver peppet af mikroskopiske støvstødelementer fra ydersiden af ​​solsystemet.

Aflæsningerne trodser videnskabelige modeller om, at KBO-befolkningen og støvtætheden skulle begynde at falde en milliard miles inden for denne afstand og bidrage til en voksende mængde beviser, der tyder på, at den ydre kant af det vigtigste Kuiperbælt kan strække sig milliarder af miles længere end nuværende skøn. -eller at der endda kunne være et andet bælte ud over det, vi allerede kender.

Resultaterne vises i The Astrophysical Journal Letters .

"New Horizons foretager de første direkte målinger af interplanetarisk støv langt ud over Neptun og Pluto, så enhver observation kan føre til en opdagelse," sagde Alex Doner, hovedforfatter af papiret og en fysikstuderende ved University of Colorado Boulder, som tjener som SDC-leder.

"Ideen om, at vi kunne have opdaget et udvidet Kuiperbælt - med en helt ny population af objekter, der kolliderer og producerer mere støv - giver endnu et fingerpeg om at løse mysterierne i solsystemets fjerneste områder."

Designet og bygget af studerende ved Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) ved University of Colorado Boulder under vejledning af professionelle ingeniører, SDC har opdaget mikroskopiske støvkorn produceret af kollisioner mellem asteroider, kometer og Kuiper Bælt objekter langs New Horizons ' 5 milliarder mil, 18-årig rejse gennem vores solsystem – som efter lanceringen i 2006 omfattede historiske forbiflyvninger af Pluto i 2015 og KBO Arrokoth i 2019.

Det første videnskabelige instrument på en NASA planetarisk mission, der er designet, bygget og "fløjet" af studerende, SDC tæller og måler størrelsen af ​​støvpartikler og producerer information om kollisionshastigheden for sådanne kroppe i det ydre solsystem.

De seneste, overraskende resultater blev samlet over tre år, da New Horizons rejste fra 45 til 55 astronomiske enheder (AU) fra solen – hvor en AU er afstanden mellem Jorden og solen, omkring 93 millioner miles eller 140 millioner kilometer.

Disse aflæsninger kommer, da New Horizons-forskere, ved hjælp af observatorier som det japanske Subaru-teleskop på Hawaii, også har opdaget en række KBO'er langt ud over den traditionelle yderkant af Kuiperbæltet. Denne ydre kant (hvor tætheden af ​​objekter begynder at falde) blev antaget at være omkring 50 AU, men nye beviser tyder på, at bæltet kan strække sig til 80 AU eller længere.

Mens teleskopobservationer fortsætter, sagde Doner, kigger forskere på andre mulige årsager til de høje SDC-støvaflæsninger. En mulighed, måske mindre sandsynlig, er strålingstryk og andre faktorer, der skubber støv skabt i det indre Kuiperbælt ud over 50 AU. New Horizons kunne også have stødt på kortere ispartikler, der ikke kan nå de indre dele af solsystemet og endnu ikke var medregnet i de nuværende modeller af Kuiperbæltet.

"Disse nye videnskabelige resultater fra New Horizons kan være første gang, at et rumfartøj har opdaget en ny population af kroppe i vores solsystem," sagde Alan Stern, New Horizons hovedforsker fra Southwest Research Institute i Boulder. "Jeg kan ikke vente med at se, hvor meget længere ude disse forhøjede Kuiperbælt-støvniveauer går."

Nu i sin anden udvidede mission, forventes New Horizons at have tilstrækkelig drivmiddel og kraft til at fungere gennem 2040'erne, i afstande over 100 AU fra solen. Så langt ude, siger missionsforskere, kunne SDC potentielt endda registrere rumfartøjets overgang til et område, hvor interstellare partikler dominerer støvmiljøet.

Med komplementære teleskopiske observationer af Kuiperbæltet fra Jorden, har New Horizons, som det eneste rumfartøj, der opererer i og indsamler ny information om Kuiperbæltet, en unik mulighed for at lære mere om KBO'er, støvkilder og bæltets udstrækning og interstellar støv og støvskiverne omkring andre stjerner.

Flere oplysninger: Alex Doner et al, New Horizons Venetia Burney Student Dust Counter observerer højere end forventet fluxer nærmer sig 60 au, The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI:10.3847/2041-8213/ad18b0

Leveret af NASA