Na Pluto durft eigenlijk niemand zich meer aan een voorspelling te wagen.

Het is begin 2015 en NASA maakt zich op voor New Horizons’ scheervlucht langs Pluto. De opwinding is groot; in juli van dat jaar zullen we de veelbesproken dwergplaneet door de ogen van New Horizons voor het eerst van dichtbij gaan zien. En wat zullen we dan allemaal aan gaan treffen op het Kuipergordelobject? Er wordt veel gespeculeerd. Maar niemand had kunnen voorspellen wat New Horizons in juli 2015 uiteindelijk aantreft. De sonde stuit op een dwergplaneet met meer dan 3000 meter hoge bergen, enorme gletsjers, ijsvulkanen, nevels, duinen en tot wel 500 meter hoge ijspieken.

En ook de maantjes van Pluto – waarvan er twee pas werden ontdekt nadat New Horizons al was gelanceerd – gaan alle verwachtingen te boven. Zo blijkt Charon – de grootste maan die Pluto rijk is – een soort mega-Grand Canyon te herbergen: de kloof is meer dan 1600 kilometer(!) lang en op sommige plekken twee keer zo diep als de Grand Canyon op aarde.

Een mega-Grand Canyon op Charon. Afbeelding: NASA / JHUAPL / SwRI.

Ultima Thule
Inmiddels is het 2018 en nadert New Horizons het tweede Kuipergordelobject waar deze langsheen gaat scheren: 2014 MU69, oftewel Ultima Thule. Wat we precies gaan aantreffen? Niemand die het weet. Maar de verwachtingen zijn, afgaand op wat we in 2015 gezien hebben, hooggespannen. “Als je tijdens een scheervlucht langs het eerste en beste Kuipergordelobject al zoveel verrassingen tegenkomt, wat zullen we in dit gebied dan nog meer voor fantastisch mooie dingen gaan zien?” vraagt Simon Portegies Zwart, professor numerieke sterdynamica aan de Universiteit Leiden, zich hardop af.

De Kuipergordel begint op ongeveer 30 AU (30 keer de gemiddelde afstand tussen de zon en de aarde) en houdt op zo’n 50 AU afstand van de zon – vrij abrupt – op. Afbeelding: NASA / JHUAPL / SwRI / Steve Gribben.

Onontgonnen gebied
Het is lastig te voorspellen wat New Horizons op Ultima Thule gaat vinden, want de afgelegen Kuipergordel is absoluut onontgonnen gebied. “We weten er eigenlijk niet zoveel van,” vertelt Portegies Zwart. NASA schat dat in de donutvormige regio aan de rand van ons zonnestelsel honderdduizenden ijzige hemellichamen te vinden zijn die groter zijn dan 100 kilometer. En daarnaast zouden er nog een slordige miljard kometen te vinden zijn. “Van slechts enkele honderden objecten hebben we de baan in kaart gebracht en die banen lijken erg op de planeetbanen: ze zijn rond en bevinden zich voornamelijk in hetzelfde omloopvlak als de andere planeten. De afmetingen van de objecten lopen wel sterk uiteen.” Het grootste Kuipergordelobject is Eris, met een diameter van 2400 kilometer. Pluto moet het doen met een diameter van 1185 kilometer. En Ultima Thule heeft een diameter van enkele tientallen kilometers. “De kleinste objecten kunnen we waarschijnlijk niet eens zien.”

Nadat New Horizons Pluto voorbij was, keek deze nog even achterom. Het resulteert in deze fantastische foto waarop de atmosfeer van Pluto goed te zien is. Afbeelding: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute.

Natuurlijk hebben onderzoekers een hoop vragen over de Kuipergordel. Want in dit aan de rand van ons zonnestelsel gelegen gebied, gebeuren een hoop onverklaarbare dingen. “Zo weten we dat veel Kuipergordelobjecten begeleiders hebben. En dat is gek. We zien dat aan de binnenkant van ons zonnestelsel, in de planetoïdengordel niet vaak. Maar in de Kuipergordel is bijna alles gepaard of zijn er zelfs meer dan twee objecten die bij elkaar horen. We kunnen dat nog niet verklaren. Wat ook heel gek is, is dat de kleur van Kuipergordelobjecten heel anders is dan die van andere planetoïden. Ze zijn veel donkerder en roder. Dat is vreemd, omdat we aannemen dat Kuipergordelobjecten en planetoïden allemaal uit hetzelfde materiaal en in dezelfde tijd zijn ontstaan. Er moet dus iets gebeurd zijn, waardoor de samenstelling anders is.” Maar wat? Onderzoekers weten het niet. “Wat ik zelf ook heel vreemd vind, is dat de Kuipergordel opeens stopt. Ik noem dat ook wel de ‘Kuiperklif’: de Kuipergordel heeft een heel scherpe rand en dat zou je eigenlijk niet verwachten in zo’n dynamisch systeem waarin alles beweegt. Er valt genoeg te ontdekken.”

Een artistieke impressie van Ultima Thule. Observaties die vorig jaar plaatsvonden, suggereren dat dit Kuipergordelobject een pindavorm heeft en/of een maantje bezit. Afbeelding: NASA.

Met een scheervlucht langs Ultima Thule hoopt NASA wat dat betreft natuurlijk een duit in het zakje te doen. Maar net als met Pluto hebben we geen flauw idee wat we gaan aantreffen. Recente observaties vanaf de aarde wijzen er voorzichtig op dat Ultima Thule een bijzondere vorm heeft en/of – net als de meeste andere Kuipergordelobjecten – gepaard is. “Het is onmogelijk te zeggen wat New Horizons gaat aantreffen. Soms moet je gewoon geduld hebben,” aldus Portegies Zwart. “Maar wat we ook gaan zien: het is altijd interessant.” Of het ook de grote mysteries die de Kuipergordel in zijn geheel omringen, zal oplossen? Dat is twijfelachtig. We moeten tenslotte niet vergeten dat we straks slechts twee van de honderdduizenden grotere objecten waaruit de Kuipergordel is opgebouwd in een vlaag hebben waargenomen. “Ik denk dat er veel meer raadsels bijkomen dan we gaan oplossen.”

Rots of grind?
Wel hoopt de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie natuurlijk enkele vragen over Ultima Thule zelf te kunnen beantwoorden. “Straks kunnen we bijvoorbeeld meer zeggen over de kleur en compositie: is het een vieze ijsbal met grind of kiezels erin die door het ijs bijeen worden gehouden? Of is het ijs verdampt en is er alleen nog maar door de zwaartekracht bijeengehouden grind over? Of is het gewoon één rots?” Ook als het om Ultima Thule alleen gaat, liggen er genoeg onderzoeksvragen op tafel. “Maar zijn dat de vragen die we ook gaan beantwoorden? Of stuiten we straks op antwoorden op vragen die we nu nog niet kunnen bedenken?” We gaan het begin volgend jaar zien.

Sedna: een dwergplaneet aan de rand van de Kuipergordel. Het object staat op zo’n 600 AU (1 AU is de gemiddelde afstand tussen de aarde en de zon) van de zon. Ter vergelijking: New Horizons is momenteel zo’n 40 AU van de zon verwijderd. Afbeelding: NASA / JPL-Caltech / R. Hurt (SSC-Caltech).

Terwijl New Horizons zich naar Ultima Thule haast, wordt er ook al druk gespeculeerd over wat de sonde hierna gaat doen. Nog een derde Kuipergordelobject bezoeken misschien? Het lijkt niet ondenkbaar en wordt door Portegies Zwart alleen maar toegejuicht. “Ieder willekeurig Kuipergordelobject dat we van dichtbij kunnen zien, is meegenomen.” Hij hoeft ook niet lang na te denken als we hem vragen welk Kuipergordelobject hij graag eens van wat dichterbij zou willen bekijken. “Sedna, aan de buitenrand van de Kuipergordel. De baan van dit object is heel boeiend en wat mij betreft is het één van de meest absurde objecten in ons zonnestelsel.” Voor New Horizons is Sedna helaas een brug te ver (zie ook de foto en onderschrift hierboven). Maar wie weet, worden er in de toekomst nog wel meer missies naar de Kuipergordel op poten gezet. “Als we de Kuipergordel enigszins willen begrijpen, moeten we nog veel meer Kuipergordelobjecten bezoeken,” vindt Portegies Zwart. Want ook na New Horizons avontuur blijft de immense Kuipergordel toch eigenlijk onontgonnen gebied. “Het is te vergelijken met een concertgebouw waarin ze je één noot van een muziekstuk laten horen en je vervolgens op basis daarvan de componist moet raden: we begrijpen er helemaal niks van.”