L'exploration planétaire la plus éloignée de l'histoire a nécessité une planification et une préparation minutieuses, ainsi qu'un peu de chance.
«Nous avons commencé à paniquer au début de 2013, en particulier à la fin de 2013», explique Hal Weaver, responsable scientifique du projet pour la mission New Horizons à Pluto et au-delà. «Nous réalisions: 'Oh mon Dieu, nous n'avons pas encore découvert la prochaine cible de New Horizons.'"
En juin 2014, le télescope spatial Hubble est venu à la rescousse, repérant une petite pointe de lumière se déplaçant lentement dans le ciel dans la région dirigée par la navette spatiale New Horizons. La mission, dont le principal objectif était d'explorer et de caractériser Pluton, offrait une occasion unique de rechercher un autre objet planétaire dans la lointaine «troisième région» du système solaire, la ceinture de Kuiper. Lancé en janvier 2006, New Horizons n’a approché Pluton que près de neuf ans plus tard, en juillet 2015. Si l’équipe ne parvenait pas à trouver une nouvelle cible pour le vaisseau spatial, il faudrait probablement des décennies avant qu’un autre être approuvé, construit et volé aux confins du système solaire.
«Cela va prendre si longtemps avant qu'une autre mission ne soit là-bas, nous nous sentons responsables de regarder sous chaque rocher», dit Weaver.
Désormais, l'objet cible, connu sous sa désignation par le Minor Planet Center, 2014 MU69, a été révélé pour la première fois. Le corps planétaire distant est un binaire à contacts bi-lobés, c’est-à-dire qu’il s’agissait jadis de deux objets qui se sont formés séparément puis se sont très doucement heurtés et ont fusionné. Le lobe le plus grand a environ trois fois le volume du lobe le plus petit, et le MU69 2014 a une teinte rougeâtre, qui pourrait résulter du rayonnement du système solaire externe. L'équipe estime que, depuis les premières images, l'objet peut être couvert d'éléments tels que des collines, des crêtes et des plateaux. Le MU69 2014 tourne une fois toutes les 15 heures environ et il semble contenir des glaces exotiques telles que l'azote ou le méthane, ce que les scientifiques chercheront à confirmer, car davantage de données sur la composition du MU69 2014 atteindront la Terre.
La première image couleur d'Ultima Thule, prise à une distance de 137 000 km (137 000 km) à 4h08 du Temps Universel le 1er janvier 2019, met en évidence sa surface rougeâtre. À gauche, une image couleur améliorée prise par la caméra d'imagerie visuelle multispectrale (MVIC) est obtenue en combinant les canaux proche infrarouge, rouge et bleu. L'image centrale prise par l'imageur de reconnaissance à grande distance (LORRI) présente une résolution spatiale supérieure à celle du MVIC d'environ un facteur cinq. A droite, la couleur a été superposée sur l'image LORRI pour montrer l'uniformité de la couleur des lobes Ultima et Thule. (NASA / Laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins / Southwest Research Institute) Alan Stern, chercheur principal de la mission New Horizons et lauréat du Smithsonian Ingenuity Award, a déclaré lors d'une conférence de presse au laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins que la rencontre avec MU69 2014 était «un succès technique au-delà de toute tentative de vol spatial auparavant».
«Ce n'est vraiment que la taille de quelque chose comme Washington, DC», dit Stern de 2014 MU69, qui est d'environ 21 miles sur son plus long côté. «Et c'est à peu près aussi réfléchissant qu'une terre de type jardin, éclairée par un soleil 1900 fois plus faible que l'extérieur par une journée ensoleillée, ici sur Terre. Nous poursuivions donc dans le noir à 32 000 miles à l'heure. "
2014 MU69 a été surnommé Ultima Thule par l'équipe de New Horizons, une expression latine utilisée par les Romains pour décrire des régions inexplorées du nord et, plus généralement, une région qui se situe au-delà du monde connu. Virgile a utilisé cette expression dans le poème Georgics et le terme «Thule» a une longue histoire littéraire, apparaissant dans des ouvrages tels que le poème «Autumn» de 1730 de James Thompson, qui est cité dans le premier chapitre du roman Jane Eyre de Charlotte Bronte. Des versions de «Ultima Thule» figurent également dans le poème «Dream Land» d’Edgar Allan Poe et dans les œuvres de Vladimir Nabokov.
Toutefois, la phrase et le surnom de 2014 MU69 ont suscité des critiques car «Ultima Thule» était aussi une région mythique au début du nazisme, utilisée par la société occultiste allemande Thule pour décrire une terre perdue qui était le berceau de la «race aryenne». "Ultima Thule" est un surnom non officiel pour MU69 2014, et maintenant que l'objet a été exploré et caractérisé, l'Union astronomique internationale peut commencer le processus de désignation d'un nom officiel.
"Le terme Ultima Thule, qui est très vieux, plusieurs siècles, peut-être plus de 1000 ans, est un formidable outil d'exploration, et c'est pourquoi nous l'avons choisi", a déclaré Stern lors d'une conférence de presse à propos du surnom. "Et je dirais que juste parce que certains méchants ont déjà aimé ce terme, nous ne les laisserons pas le détourner."
Alors que le survol de Pluton a révélé un monde remarquable de géologie active, avec des glaces de glaces exotiques telles que le monoxyde de carbone et le méthane et des montagnes de glace d'eau, 2014 MU69 devrait fournir une fenêtre sur l'histoire et l'évolution du système solaire lui-même. . 2014 MU69 est ce que l'on appelle un objet classique de la ceinture de Kuiper, des corps glacés et rocheux situés au-delà de l'orbite de Neptune et possédant des orbites relativement circulaires, ce qui signifie que, contrairement à Pluton, ils ne franchissent jamais l'orbite de Neptune. À cette grande distance, entre environ 40 et 50 unités astronomiques, soit environ 3, 5 à 4, 5 milliards de kilomètres du soleil, les objets classiques de la ceinture de Kuiper constituent une population incroyablement primitive, pratiquement inchangée depuis l’aube du système solaire.
«En raison de l'orbite actuelle de [MU69 2014], nous pensons qu'elle est dans cette position depuis 4, 6 milliards d'années. Dans ce cas, elle est bloquée depuis le moment de sa création», déclare Weaver.
Le fait que l'objet soit un binaire de contact permet aux scientifiques d'étudier plus en détail la façon dont les matériaux s'agrègent en objets tels que 2014 MU69 et continuent de croître et de former des planètes complètes. «C'est vraiment gratifiant de voir ces binaires de contact presque parfaitement formés dans leur habitat d'origine», déclare Jeff Moore, responsable de l'équipe géologie et géophysique de New Horizons. «Les gens spéculent depuis longtemps sur les processus… [de] la façon dont les amas primordiaux initiaux se rejoignent pour former ce qu'on appelle des planétésimaux, qui sont les éléments qui vont à leur tour créer les planètes. Mais voir réellement les choses qui correspondent aux explications que nous avons et aux théories que nous avons eues sur la manière dont ces choses se forment est extrêmement gratifiant.
Illustration du processus de formation d'un objet binaire de contact. (NASA / JHUAPL / SwRI / James Tuttle Keane) La MU69 2014, à plus de 4 milliards de kilomètres du soleil, est en quelque sorte un vestige du matériau d'origine à partir duquel le système solaire s'est formé. Stern a appelé 2014 MU69, "probablement la meilleure capsule temporelle que nous ayons jamais eue pour comprendre notre système solaire."
On ne savait pas avant les années 1990 que la région située au-delà de Neptune n'était pas vide, mais remplie de centaines de milliers d'objets dans une zone distincte du système solaire appelée maintenant la ceinture de Kuiper, nommée d'après l'astronome américain Gerard Kuiper, qui prédit l'existence de la région des décennies plus tôt. La découverte d’Eris en 2003, une planète naine de la taille de la ceinture de Kuiper qui a à peu près la même taille que Pluton, a également révélé l’importance de cette troisième région et son influence sur la formation et l’évolution de tout ce qui tourne autour du soleil.
Bien qu'il soit facile de penser aux planètes du système solaire qui se forment dans les orbites dans lesquelles elles se trouvent aujourd'hui, les astronomes savent maintenant que ce n'était pas le cas. Les planètes géantes ont migré vers l'intérieur et l'arrière vers l'extérieur alors que le système solaire prenait forme, affectant les orbites de tout le reste et projetant même certains objets du système solaire.
«Pendant les premiers dizaines de millions d'années de l'histoire du système solaire, Jupiter et Saturne ont plongé dans cette danse étrange qui a provoqué beaucoup de chaos dans les orbites de toutes les planètes géantes», explique Weaver. «Jupiter est peut-être arrivé presque aussi près que l'orbite de Mars, puis est reparti. Nous pensons que Neptune et Uranus ont réellement basculé. … Et cela a remué le pot dans le système solaire, pour finalement aboutir à ce que nous avons aujourd'hui. ”
Les astronomes pensent que certains objets de la ceinture de Kuiper, tels que le MU69 2014, ont été projetés vers l'intérieur sur des trajectoires elliptiques qui passent près du soleil avant de s'envoler vers des royaumes lointains. Aujourd'hui, nous appelons ces objets des comètes, et quand on se rapproche du soleil, les glaces proches de la surface sont chauffées et se subliment en gaz, formant un «coma» ou boule de gaz entourant le noyau rocheux de la comète, appelé noyau.
"Chaque fois que nous voyons des comètes, nous devons nous rappeler qu'ils sont des post-toasties", déclare Moore. «Ils ont été frits, craquelés et froissés par le soleil, et ils sont des exemples gravement endommagés d'anciens objets de la ceinture de Kuiper. Et ainsi, être capable de sortir et de voir un objet vierge de la ceinture de Kuiper nous indique maintenant que les binaires de contact se forment réellement et que, peut-être, quand nous voyons des comètes, nous voyons des versions plus petites de binaires de contact très endommagés.
À l’heure actuelle, l’équipe scientifique sur le terrain n’a reçu que 1% environ des données stockées sur New Horizons. La sonde transmettra des données à la Terre pour les 20 prochains mois, révélant davantage d'informations sur la topographie et la composition de MU69 en 2014. Pendant ce temps, New Horizons poursuivra son vol vers 30 000 km / h vers le bord du système solaire, mais ses journées d'exploration ne sont pas encore terminées.
«L’engin spatial est au sommet de sa santé», a déclaré Stern, ajoutant que New Generons disposait de suffisamment de puissance dans son générateur thermoélectrique à radio-isotopes pour fonctionner pendant 15 à 20 années supplémentaires. L'engin peut poursuivre ses opérations scientifiques jusqu'à environ 2, 5 fois sa distance actuelle par rapport au soleil et il lui reste suffisamment de carburant pour tirer ses propulseurs afin de changer de cap vers un autre objet. (L’équipe de New Horizons a dû effectuer plusieurs corrections de trajectoire avant le survol de 2014 avec MU69.) Tandis qu’il continue de voler vers le bord du système solaire, New Horizons surveillera la possibilité de nouveaux corps planétaires à étudier, soit en les observant à travers ses caméras télescopiques ou, si nous avons de la chance, en volant à proximité d'un autre objet.
«La clé de la science que nous faisons est de savoir s'il s'agit d'étudier des objets à distance avec nos télescopes, ou si cette science dans la ceinture de Kuiper inclura également un survol supplémentaire», dit Stern. "Et je ne peux pas vous donner la réponse aujourd'hui, parce que nous ne le savons pas."
Pour l'instant, l'équipe attend avec impatience de recevoir les données restantes sur le vaisseau spatial pour en savoir plus sur 2014 MU69, le monde le plus lointain et le plus ancien jamais exploré.
