Komende Nieuwjaarsdag, als het vuurwerk op aarde is uitgedoofd, snelt bijna 7 miljard kilometer verderop een ruimtesonde langs de ijswereld Ultima Thule.

Dit artikel is oorspronkelijk verschenen in het onlangs geheel vernieuwde blad ZENIT, waarin je elke maand alles kunt lezen over sterrenkunde, weerkunde en ruimteonderzoek.

Ultima Thule is een ijswereld voorbij de baan van Neptunus. En op 1 januari vliegt New Horizons er op een afstand van slechts 3500 kilometer langs. De sonde heeft er maar liefst dertien jaar over gedaan om deze verre ijswereld te bereiken. Dat is relatief kort, maar dat komt doordat deze NASA-sonde tijdens zijn lancering, op 19 januari 2006, een snelheid van ruim 16 kilometer per seconde kreeg. Hij was op dat moment zelfs de snelste ruimtesonde die ooit vanaf de aarde was gelanceerd. Zijn snelheid werd als gevolg van een passage langs Jupiter in februari 2007 nog wat verder opgevoerd en uiteindelijk zal deze sonde – evenals eerder de Pioneer 10 en 11 en Voyager 1 en 2 – het zonnestelsel verlaten.

Computerbeeld van de NASA-sonde New Horizons. Hij vloog in juli 2015 langs Pluto en koerst nu op zijn tweede doelwit af. Afbeelding: NASA, JHU / APL.

Pluto
Op 14 juli 2015 scheerde New Horizons met een snelheid van bijna 14 kilometer per seconde op een afstand van 12.500 kilometer langs het oppervlak van Pluto, het grootste lid van de grote schare van ijswerelden voorbij de baan van Neptunus, de zogeheten Kuipergordel. De dag erna begon de sonde zijn waarnemingen naar de aarde te zenden. De analyse van de opnamen en metingen gaat intussen nog steeds door.

Een goede gezondheid
Al in 2003 werd er op aangedrongen om deze allereerste ruimtesonde naar de Kuipergordel niet alleen langs Pluto te sturen, maar ook langs één of meer andere ijswerelden. Dat zou ook een beter inzicht in de diversiteit van deze werelden kunnen geven. Maar het was niet eenvoudig om een volgend doelwit te vinden. De sonde functioneerde na de Pluto-passage weliswaar nog steeds uitstekend en produceerde nog voldoende elektriciteit, maar had nog maar 33 kilo stuwstof – hydrazine – voor koerscorrecties aan boord. Dit betekende dat het volgende doelwit zich binnen een kegel met een tophoek van kleiner dan één graad zou moeten bevinden. In 2011, dus ver voor de Pluto-passage, waren astronomen al begonnen met het zoeken naar geschikte kandidaten. De Hubble Space Telescope vond in de zomer van 2014 drie potentiële doelen en een jaar later viel de uiteindelijke keuze op 2014 MU69. Afgelopen maart maakte NASA bekend dat deze verre ijswereld voorlopig de bijnaam Ultima Thule heeft gekregen, naar ‘een verre plaats voorbij de grenzen van de bekende wereld’. Een officiële naam wordt toegekend als er, na de passage van New Horizons, meer over deze verre wereld bekend is geworden.

Deze opnamen van de ijswereld 2014 MU69 werden op 24 juni 2014 gemaakt met de Hubble Space Telescope. De groene cirkeltjes geven de positie met tussenpozen van telkens tien minuten. Afbeelding: NASA / ESA, SwRI, JHU / APL.

Een dubbele ijswereld?
Ultima Thule draait in 296 jaar op een gemiddelde afstand van 44 astronomische eenheden (6,6 miljard kilometer) rond de zon. Pluto doet dat in 248 jaar op een gemiddelde afstand van 39 AE. Maar terwijl de afstand tot de zon bij Pluto maar liefst 10 AE varieert, doet hij dat bij 2014 MU69 slechts 2 AE en ligt een deel van de baan van deze verre ijswereld nog binnen de baan van zijn veel grotere broer. Ook de hoek die het baanvlak van 2014 MU69 met de ecliptica maakt (2,5 graad) is veel kleiner dan die van Pluto (17 graden). Dit wijst er volgens astronomen op dat de baan van deze verre ijswereld sinds het ontstaan van het zonnestelsel niet veel is veranderd. Na de ontdekking van 2014 MU69 in juni 2014 door de Hubble Space Telescope, werd zijn diameter op grond van de helderheid en het mogelijke albedo (reflecterend vermogen) geschat op 30 tot 45 kilometer. Op 17 juli 2017 werd door vijf mobiele telescopen in Argentinië een sterbedekking door 2014 MU69 waargenomen. Die bracht aan het licht dat 2014 MU69 een heel onregelmatige vorm heeft. Hij is extreem afgeplat, of bestaat uit twee lobben van respectievelijk 20 en 18 kilometer groot. Het zou zelfs om twee losse delen kunnen gaan die tegen elkaar aan schurken of om elkaar heen draaien. New Horizons zal straks uitsluitsel geven.

Onduidelijk is nog hoe Ultima Thule er precies uitziet. Afbeelding: NASA / JHUAPL / SwRI / Steve Gribben.

Ultima Thule in het vizier
Om zijn doel te kunnen bereiken werd de koers van New Horizons in oktober en november 2015 vier maal een klein beetje gewijzigd. Daarna heeft de sonde tussen de bedrijven door tweemaal een winterslaap gehouden. Sinds afgelopen juni wordt New Horizons door de vluchtleiders op de komende ontmoeting voorbereid. Op 16 augustus maakte de sonde vanaf een afstand van 170 miljoen kilometer – iets meer dan de afstand van de aarde tot de zon – de eerste opname van 2014 MU69. Die vertoonde zich toen nog slechts als een heel zwak lichtpuntje.

New Horizons kreeg Ultima Thule voor het eerst op 16 augustus 2018 in beeld. Links een onbewerkte opname van het sterrenrijke gebied. Rechts een vergroting van een deel van dit gebied nadat alle sterren er zo goed mogelijk uit zijn ‘verwijderd’. Ultima Thule bevond zich precies op de voorspelde plaats. Afbeelding: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute.

Hoe nu verder?
Een week voor de ontmoeting, op een afstand van 8 miljoen kilometer, begint de periode van de wetenschappelijke waarnemingen, die tot twee dagen na de passage zal duren. Tijdens het moment van dichtste nadering, op 1 januari 2019, scheert New Horizons met een snelheid van 13 kilometer per seconde op een afstand van slechts 3500 kilometer langs zijn doelwit, drie maal zo dichtbij als tijdens de scheervlucht langs Pluto. 2014 MU69 staat dan op een afstand van 43,4 astronomische eenheden van de zon, dus nog een flink eind binnen het verste punt (49 AE) van de baan van Pluto. De meeste waarnemingen worden verricht binnen de periode van een dag vóór het moment van dichtste nadering tot een dag erna. Net zoals tijdens de passage van Pluto worden de belangrijkste waarnemingen direct hierna naar de aarde gezonden en volgt de rest in de vele maanden erna. De kostbare radiosignalen hebben er dan zes uur en langer voor nodig om de schotelantennes van NASA’s Deep Space Network te bereiken.

De Kuiper Belt Extended Mission duurt in eerste instantie tot 2022. Tijdens deze KEM vliegt New Horizons niet alleen langs 2014 MU69, maar neemt hij ook vanaf grote afstand zo’n twee dozijn andere ijswerelden waar. Daarna gaat de reis met onverminderde snelheid door in de richting van het sterrenbeeld Sagittarius (Boogschutter). Op een dag horen we nog wel of er ook een ster is waar de sonde in een heel verre toekomst op een relatief korte afstand langs zal komen.

Zenit
Kom nog meer te weten over Kuipergordelobjecten, maar ook over sterren, planeten en andere hemellichamen met ZENIT. In het magazine ZENIT lees je elke maand het laatste nieuws over sterrenkunde, ruimteonderzoek, weer en klimaat. Nieuwsgierig geworden? Kijk op de website voor meer informatie of sluit hier direct een abonnement af!
Daarnaast is op de ZENIT-site ook weer de Sterrengids voor 2019 verkrijgbaar. In de sterrengids vind je een uitgebreid overzicht van alle hemelverschijnselen die in 2019 worden verwacht, zoals de posities van zon, maan, planeten, planetoïden, kometen en meteoren. Lees over de maansverduistering op 21 januari, de Mercurius-overgang in november en over een spectaculaire nieuwkomer onder de kometen. De Sterrengids is tevens een handboek voor zowel beginnende als gevorderde amateurastronomen die sterrenkundige waarnemingen willen verrichten met het blote oog, verrekijker, telescoop en/of camera. De gids is rijk geïllustreerd met sterrenkaarten, foto’s en tekeningen. Je kunt de Sterrengids hier voor slechts 24,95 euro bestellen.