Arrokoth (planetka): Porovnání verzí

Na této stránce se právě pracuje.

Prosíme, needitujte tuto stránku, dokud je zde tato zpráva, abyste se vyhnuli editačním konfliktům. V případě potřeby vyhledejte v historii vkladatele a kontaktujte jej. Děkujeme.

---

Tato šablona je určena pro krátkodobé užití v řádu hodin. Pokud od poslední editace uplynula doba delší než 2 dny, neváhejte ji odstranit.

Šablona:Infobox - planetka (486958) Arrokoth, s předběžným označením 2014 MU₆₉, je transneptunické těleso Kuiperova pásu.Jedná se o dvojité těleso dlouhé 36 kilometrů, složené ze dvou planetesimál o průměru 21 a 15 kilometrů , které jsou spojeny podél jejich hlavních os. Větší lalok, který je plošší než menší lalok, se jeví jako slepenec přibližně osmi dílů, z nichž každý má průměr přibližně pěti kilometrů , které se spojily dohromady, než přišly do kontaktu. Vzhledem k tomu, že od vzniku Arrokothu nedošlo k téměř žádným rušivým dopadům, zůstaly zachovány podrobnosti vzniku planetky. Díky průletu vesmírné sondy New Horizons 1. ledna 2019 v 05:33 (UTC) se Arrokoth stal nejvzdálenějším a nejprimitivnějším objektem sluneční soustavy, který navštívila kosmická sonda.^[1][2][3] V době průletu New Horizons měl objekt přezdívku Ultima Thule.

Arrokoth objevil 26. června 2014 astronom Marc Buie a tým New Horizons Search Team pomocí Hubbleova vesmírného dalekohledu jako součást hledání objektu Kuiperova pásu pro cíl mise New Horizons pro jeho první rozšířenou misi; byl vybrán ze tří kandidátů, a stal hlavním cílem mise.^[4] S dobou oběhu asi 298 let a s nízkým sklonem oběžné dráhy a malou výstředností je Arrokoth klasifikován jako klasický studený objekt Kuiperova pásu.

Názvosloví

Jméno

Arrokoth jel jmenován slovem z jazyka Powhatanů v oblasti Tidewater v amerických státech Virginie a Maryland.^[5] Jazyk Powhatanů vyhynul na konci 18. století a bylo o něm známo jen málo. Ve starém seznamu slov je arrokoth slovo pro „nebe“, ale je pravděpodobnější, že to znamenalo „mrak“. Arrokothovo jméno bylo vybráno týmem New Horizons, aby připoměl obyvatele Powhatany pocházejícího z oblasti Tidewater, která se nachází ve státě Maryland, kde se uskutečnil objev Arrokothu. Hubbleův vesmírný dalekohled a Laboratoř aplikované fyziky Johna Hopkinse jsou provozovány v Marylandu a byly zapojeny do objevu Arrokothu. Se souhlasem starších kmenů domorodých Američanů Pamunkey bylo jméno Arrokoth navrženo Mezinárodní astronomické unii (IAU) a bylo oznámeno týmem New Horizons při ceremoniálu, který se konal v ústředí NASA v District of Columbia dne 12. listopadu 2019.^[5] Během ceremoniálu vysvětlil vedoucí projektu New Horizons Alan Stern volbu jména a uvedl:

Název „Arrokoth“ odráží inspiraci pohledu na oblohu a přemýšlení o hvězdách a světech mimo náš vlastní. Tato touha učit se je jádrem mise New Horizons a je nám ctí spojit se s komunitou Powhatanů a lidmi z Marylandu v této oslavě objevu.^[5]

Jako potvrzení významu Powhatanů pro oblast Tidewater ve Virginii a Marylandu Lori Glaze, ředitelka divize Planetary Science NASA, potvrdila, že Arrokothovo jméno „znamená sílu a vytrvalost domorodých Algonquianů“ a že jejich dědictví „nadále zůstává“ vodítko pro všechny, kteří hledají smysl a porozumění počátkům vesmíru a spojení lidstva s nebem.^[5] Před slavnostním ceremoniálem bylo toto jméno přijato IAU Minor Planet Center 8. listopadu 2019 a týmem New Horizons a bylo zveřejněno v oběžníku Minor Planet dne 12. listopadu 2019.^[6]

Od roku 2020 dosud žádné povrchové útvary na Arrokothu neobdržely oficiální názvy schválené Working Group for Planetary System Nomenclature (WGPSN). V květnu 2020 WGPSN formálně zavedlo téma pojmenování všech povrchových útvarů Arrokothu, které mají být pojmenovány po slovech pro „nebe“ ve všech jazycích světa, minulých i současných.^[7]

Předzdívka a pojmenování

Když byl Arrokoth pozorován poprvé, dostal označení 1110113Y v souvislosti s hledáním objektů Kuiperova pásu Hubbleovým vesmírným dalekohledem^[8] a byl zkrácen přezdívkou na „11“.^[9] Jeho existenci jako potenciálního cíle sondy New Horizons oznámila NASA v říjnu 2014^[10][11] a byla neoficiálně označena jako „Potential Target 1“ neboli PT1. Jeho oficiální označení, 2014 MU69, bylo přiděleno Centrem Minor Planet v březnu 2015, poté, co byly shromážděny dostatečné orbitální informace.^[9] Prozatímní označení naznačuje, že Arrokoth byla 1745. planetka objevená během druhé poloviny června 2014. Po dalších pozorováních upřesňujících její oběžnou dráhu dostala 12. března 2017 označení číslem 486958. ^[12]

Před průletem 1. ledna 2019 pozvala NASA veřejnost, aby podala návrh na přezdívku, která pro planetku má být použita.^[13] Kampaně se zúčastnilo 115 tisíc účastníků z celého světa, kteří navrhli přibližně 34 tisíc jmen. Z nich 37 postoupilo do hlasování pro hlasování a bylo hodnoceno podle popularity - to zahrnovalo osm jmen navržených týmem New Horizons a 29 navržených veřejností. Ultima Thule, která byla vybrána dne 13. března 2018,^[9] navrhlo asi čtyřicet hlasujících z veřejnosti a získala sedmý nejvyšší počet hlasů mezi nominovanými.^[14] Θούλη Thoúlē (latinsky: Thūlē) je nejvzdálenějším severním místem zmíněným ve starověké řecké a římské literatuře a kartografii, zatímco v klasické a středověké literatuře získala Ultima Thule (latinsky „nejvzdálenější Thule“) metaforický význam jakéhokoli vzdáleného místa nacházejícího se za „hranicemi známého světa“.^[15][9] Jakmile bylo zjištěno, že planetka je dvojlakovým kontaktním dvojitým objektem, tým New Horizons začal přezdívat většímu laloku „Ultima“ a menšímu „Thule“.

Přezdívka byla kritizována kvůli tomu, že ji rasisté z 19. století používali jako mýtickou vlast árijské rasy, což byla víra, kterou si později osvojili nacističtí okultisté včetně společnosti Thule, která byla klíčovým sponzorem toho, co se stalo nacistickou stranou.^[16] Fráze je používána některými současnými neonacisty a členy alternativní pravice. Ve více nedávné době to bylo používáno se odkazovat na historickou inuitskou kulturu lidí Thule.^[17]

Několik členů týmu New Horizons o této asociaci vědělo, když si vybrali přezdívku, a od té doby bránili svou volbu. Alan Stern na otázku na tiskové konferenci odpověděl: „Jen proto, že se některým padouchům tento termín kdysi líbil, nenecháme si jej vzít."^[18]

Tvar

Arrokoth jsou dvě spojené planetky, které se skládají ze dvou laloků spojených jasným úzkým krkem.^[19] Tyto dva laloky byly pravděpodobně dva oddělené objekty, které se spojily při pomalé srážce.^[20] Nejdelší osa většího laloku měří přibližně 21,6 kilometrů,^[21] nejdelší osa menšího laloku měří na 15,4 kilometrů.^[22] Větší lalok má čočkovitý tvar, je vysoce zploštělý a mírně protáhlý. Na základě tvarových modelů Arrokoth vytvořených ze snímků pořízených vesmírnou sondou New Horizons jsou rozměry většího laloku přibližně 21 km×20 km×9 km. Naproti tomu menší lalok je méně zploštělý, má rozměry 15 km×14 km×10 km . Nejdelší osa Arrokothu jako celku měří přibližně 36 kilometrů a má tloušťku 10 kilometrů, přičemž středy laloků jsou od sebe odděleny 17,2 kilometrů.^[23][24]

Vzhledem k průměrům laloku ekvivalentního objemu 15,9 a 12,9 kilometrům je poměr objemu většího laloku k menšímu laloku přibližně 1,9:1,0, což znamená, že objem většího laloku je téměř dvakrát větší než objem menšího laloku. Celkově se objem Arrokothu pohybuje kolem 3 210 km³, ačkoli tento odhad je do značné míry nejistý kvůli slabým omezením tloušťky laloků.^[24]

Před průletem New Horizons kolem Arrokothu poskytly zákryty hvězd Arrokothem důkazy o jeho dvojlalokovém tvaru.^[25] První detailní obraz Arrokotha potvrdil jeho vzhled dvojitého laloku a Alan Stern jej popsal jako „sněhuláka“, protože oba laloky vypadaly výrazně sféricky.^[26] Dne 8. února 2019, měsíc po průletu New Horizons, bylo zjištěno, že Arrokoth je více zploštělý, než se myslelo původně, na základě dalších snímků Arrokoth pořízených sondou New Horizons po jeho nejbližším přiblížení. Zploštělý větší lalok Arrokothu byl popsán jako „palačinka“, zatímco menší lalok byl popsán jako „ořech“, protože ve srovnání s větším lalokem vypadal méně zploštělý. Pozorováním toho, jak neviditelné úseky Arrokothu zakryly hvězdy pozadí, vědci dokázali načrtnout tvary obou laloků.^[27] Příčina neočekávaně zploštělého tvaru Arrokotha je nejistá, s různými vysvětleními, včetně sublimace nebo odstředivých sil.^[28][29]

Nejdelší osy laloků jsou téměř vyrovnány směrem k jejich rotační ose, která se nachází mezi dvěma laloky.^[21] Toto téměř rovnoběžné vyrovnání obou laloků naznačuje, že byly vzájemně spojeny navzájem, pravděpodobně kvůli slapovým silám, před sloučením.^[21] Zarovnání obou laloků podporuje myšlenku, že se oba jednotlivě vytvořily srůstáním z oblaku ledových částic.

Geologie

Spektrum a povrch

nějaký popisek

Měření Arrokothova absorpčního spektra pomocí spektrometru LEISA sondy New Horizons ukázalo, že Arrokothovo spektrum vykazuje silný červený spektrální posun sahající od červené k infračervené vlnové délce při 1,2–2,5 μm.Spektrální měření spektrometrem LEISA odhalily přítomnost methanolu, kyanovodíku, vodního ledu a organických sloučenin na povrchu Arrokothu.^[30][31] Mezi těmito sloučeninami identifikovanými v Arrokothově spektru není známo jedno konkrétní absorpční pásmo o velikosti 1,8 μm, které je třeba ještě připsat známé sloučenině.^[21] Vzhledem k hojnosti methanolu na Arrokothově povrchu se předpokládá, že by zde také měly být přítomny sloučeniny na bázi formaldehydu, které jsou výsledkem ozáření, i když ve formě komplexních makromolekul.^[32] Spektrum Arrokothu sdílí podobnosti se spektrem 2002 VE95 a Kentaura 5145 Pholus, které oba také vykazují silné červené spektrální svahy spolu se známkami přítomnosti methanolu na svém povrchu.^[21]

Předběžná pozorování pomocí Hubblova vesmírného dalekohledu v roce 2016 odhalila, že Arrokoth má červené zbarvení, podobné ostatním objektům Kuiperova pásu a kentaurům, jako je Pholus.^[33][21] Arrokothova má červenější barvu než Pluto, takže patří do „ultra červené“ populace chladných klasických objektů Kuiperova pásu.^[34][35] Červené zbarvení Arrokothu je způsobeno přítomností směsi složitých organických sloučenin zvaných tholiny na povrchu Arrokothu. Tholiny se považují za produkty fotolýzy jednoduchých organických sloučenin a těkavých látek ozářených kosmickými paprsky a ultrafialovým slunečním zářením. Přítomnost tholinů na Arrokothově povrchu naznačuje, že těkavé látky, jako je methan a amoniak, byly na Arrokothu kdysi přítomny, ale kvůli Arrokothově malé hmotě se rychle ztratily.^[36] Méně těkavé materiály, jako je methanol, acetylen, ethan a kyanovodík, pravděpodobně byly zadržovány po delší dobu a pravděpodobně by mohly způsobit zarudnutí a produkci tholinů na Arrokothu.^[21] Také se předpokládalo, že fotoionizace organických sloučenin a těkavých látek na Arrokothu produkuje plynný vodík, který by interagoval se slunečním větrem, ačkoli nástroje SWAP a PEPSSI společnosti New Horizons nezjistily žádný podpis interakce slunečního větru kolem Arrokothu.^[21]

Z barevných a spektrálních měření Arrokothu povrch zobrazuje jemné barevné variace mezi jeho povrchovými prvky.^[30] Spektrální obrazy Arrokoth ukazují, že oblasti krku a lineační rysy vypadají méně červené ve srovnání s centrální oblastí menšího laloku. Větší lalok také zobrazuje červenější oblasti, které tým New Horizons neformálně označuje jako „otisky prstů“. Funkce otisku palce jsou umístěny poblíž končetiny většího laloku.^[37] Povrchové albedo nebo odrazivost Arrokoth se mění od 5 procent do 12 procent kvůli různým jasným rysům na jeho povrchu.^[21] Jeho celkové geometrické albedo, množství odraženého světla ve viditelném spektru, se měří na 21 procentech, což je typické pro většinu objektů Kuiperova pásu.^[38] Celkové Bond albedo (množství odraženého světla jakékoli vlnové délky) Arrokothu je 6,3 procenta.^[38]

Krátery

Povrch Arrokothu je lehce kráterovaný a hladký.^[23] Na povrchu Arrokothu chybí malé impaktní krátery o velikosti menší než 1 kilometr, z čehož vyplývá nedostatek dopadů v jeho celé historii.^[39] Výskyt srážek objektů v Kuiperově pásu se považuje za neobvyklý, je velmi nízká mírou dopadu v průběhu jedné miliardy let.^[40] Vzhledem k menší oběžné rychlosti objektů Kuiperova pásu se dá očekávat, že rychlost objektů dopadajících na Arrokoth bude nízká, s typickými nárazovými rychlostmi kolem 300 m/s.^[40] Při tak nízkých rychlostech nárazu se dá očekávat, že velké krátery na Arrokothu jsou vzácné. S nízkou frekvencí nárazových událostí a pomalou rychlostí nárazů by Arrokothův povrch zůstal zachován od svého vzniku. Zachovaný povrch Arrokothu by mít stopy z doby, kdy se formoval jeho povrch, stejně jako známky nahromaděného materiálu.^[40][19]

Četné malé jámy na povrchu Arrokoth byly identifikovány na obrázcích s vysokým rozlišením z kosmické sondy New Horizons.^[41][42] Velikost těchto jam je napříč přibližně 700 metrů.^[41] Přesná příčina vzniku jam není známa; několik vysvětlení pro vznik jam zahrnuje nárazové události, zhroucení materiálu, sublimaci těkavých materiálů nebo odvětrávání a únik těkavých plynů z vnitřku Arrokothu.^[41][42]

Povrchové útvary

Na povrchu každého laloku Arrokoth zobrazují oblasti s různým jasem spolu s různými geologickými rysy, jako jsou koryta a kopce. Předpokládá se, že tyto geologické rysy pocházejí ze shluku menších planetesimálů, které vytvořily laloky Arrokothu. Jasnější oblasti Arrokothova povrchu, zejména jeho světlé liniové rysy, jsou považovány za důsledek ukládání materiálu, který se sjel z kopců na Arrokothu, protože povrchová gravitace na Arrokothu je dostatečná, aby k tomu mohlo dojít.

Menší lalok Arrokoth nese velkou prohlubeň neformálně pojmenovanou „Maryland“ týmem New Horizons, podle stejnojmenného státu, ve kterém se nachází Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory. Za předpokladu, že velká prohlubeň má přibližně kruhový tvar, má průměr 6,7 km a hloubku 0,51 km. Prohlubeň je pravděpodobně nárazový kráter, která byl vytvořená objektem o velikosti 700 metrů. V prohlubni jsou pozoruhodně přítomny dva světlé pruhy stejné velikosti a mohou být spojeny s lavinami, kdy se jasný materiál valí dolů do prohlubně. Čtyři částečně paralelní žlaby jsou přítomny v blízkosti zakončení malého laloku, spolu se dvěma možnými kilometrů velkých nárazových kráterů na okraji velkého depresního prvku. Povrch malého laloku vykazuje světlé skvrnité oblasti oddělené širokými, tmavými oblastmi (dm), které mohly podstoupit ústup příkopů, ve kterém byly erodovány kvůli sublimaci těkavých látek, čímž byly vystaveny zpožděné usazeniny tmavšího materiálu ozářeného slunečním světlem. Další jasná oblast (rm), která se nachází na rovníkovém konci malého laloku, vykazuje nerovný terén spolu s několika topografickými rysy, které byly identifikovány jako možné jámy, krátery nebo mohyly. Na rozdíl od většího laloku se zdá, že malý lalok nevykazuje odlišné podjednotky valivé topografie, pravděpodobně v důsledku zabroušení způsobeného stejnou nárazovou událostí, která vytvořila funkci velké deprese malého laloku.

Stejně jako u menšího laloku jsou podél terminátoru většího laloku Arrokoth přítomny také žlaby a řetězy kráterů. Větší lalok se skládá z osmi menších podjednotek valivé topografie, z nichž každá má podobnou velikost kolem 5 kilometrů. Zdá se, že každá výrazná podjednotka je oddělena relativně jasnými hraničními oblastmi.

Podobné velikosti podjednotek velkého laloku naznačují, že každá podjednotka byla samostatnou malou planetesimiálou, která se nakonec spojila s dalšími malými planetesimálami a vytvořila velký lalok Arrokothu. Očekává se, že tyto jednotky planetesimál se budou hromadit velmi pomalu (rychlostí několika metrů za sekundu), i když musí mít velmi nízkou mechanickou pevnost, aby mohly při těchto rychlostech sloučit a vytvořit kompaktní tělesa. Centrální podjednotka velkého laloku nese jasný prstencovitý útvar neformálně nazývaný „Cesta nikam“. Ze stereografické analýzy se zdá, že centrální rys je ve srovnání s jinými topografickými jednotkami velkého laloku relativně plochý. Stereografická analýza Arrokothu také ukázala, že jedna konkrétní podjednotka umístěná na končetině velkého laloku (md) má ve srovnání s jinými podjednotkami vyšší nadmořskou výšku a sklon.

Oblast krku spojující oba laloky Arrokoth má jasnější a méně červený vzhled ve srovnání s povrchy obou laloků. Světlejší oblast na krku je pravděpodobně složena z více reflexního materiálu odlišného od povrchů laloků Arrokothovu. Jedna hypotéza naznačuje, že jasný materiál v oblasti krku pravděpodobně vznikl usazením malých částic, které v průběhu času spadly z Arrokothových laloků. Vzhledem k tomu, že Arrokothovo těžiště leží mezi dvěma laloky, je pravděpodobné, že malé částice se budou valit po strmých svazích směrem ke středu mezi každým lalokem. Další návrh naznačuje, že jasný materiál je produkován depozicí amoniakového ledu. Čpavek amoniaku přítomný na povrchu Arrokoth by tuhnul kolem oblasti krku, kde plyny nemohou unikat kvůli konkávnímu tvaru krku. Arrokothova oblast krku je také považována za udržovanou sezónními změnami, když obíhá kolem Slunce, kvůli vysokému axiálnímu sklonu. V průběhu jeho oběžné dráhy je oblast krku Arrokoth zastíněna, když jsou její laloky koplanární se směrem ke Slunci, ve kterém oblast krku již nepřijímá sluneční světlo, ochlazuje se a zachycuje těkavé látky v této oblasti.

Vnitřní struktura

Topografické variace na končetině Arrokothu naznačují, že její vnitřek je pravděpodobně složen z mechanicky silného materiálu sestávajícího z převážně amorfního vodního ledu a skalnatého materiálu. Stopové množství metanu a jiných těkavých plynů ve formě par může být také přítomno v Arrokothově vnitřku, zachyceném ve vodním ledu. Za předpokladu, že Arrokoth má nízkou hustotu podobnou kometě kolem 0,5 g/cm3, se očekává, že jeho vnitřní struktura bude porézní, protože se předpokládá, že těkavé plyny zachycené v Arrokothova nitra uniknou z vnitřku na povrch. Za předpokladu, že Arrokoth může mít vnitřní zdroj tepla způsobený radioaktivním rozpadem radionuklidů, by zachycené těkavé plyny uvnitř Arrokoth migrovaly ven a unikly z povrchu, podobně jako ve scénáři odplynění komet. Unikající plyny mohou následně zmrznout a ukládat se na Arrokothově povrchu a mohly by odpovídat za přítomnost ledu a tholinů na jeho povrchu.

Oběžná doba a klasifikace

Arrokoth obíhá kolem Slunce v průměrné vzdálenosti 44,6 astronomických jednotek (6,67×10⁹ km), přičemž dokončení celé oběžné dráhy kolem Slunce trvalo 297,7 let. S nízkou excentricitou oběžné dráhy 0,042 sleduje Arrokoth téměř kruhovou oběžnou dráhu kolem Slunce, jen se mírně liší ve vzdálenosti od 42,7 AU v perihéliu po 46,4 AU v aféliu. Protože Arrokoth má nízkou orbitální výstřednost, nepřibližuje se k Neptunu tak, že by jeho dráha mohla být narušena gravitačním vlivem Neptunu. Arrokothova minimální oběžná vzdálenost od Neptunu je 12,75 AU - v průběhu své oběžné dráhy se Arrokoth nepřibližuje k Neptunu v této vzdálenosti, protože není uzamčen v orbitální rezonanci s Neptunem ve středním pohybu. Arrokothova dráha, kterou Neptun nerušil, se zdá být dlouhodobě stabilní; simulace provedené průzkumem Deep Ecliptic Survey ukazují, že oběžná dráha Arrokoth se během příštích 10 milionů let významně nezmění.

V době průletu New Horizons v lednu 2019 byla Arrokothova vzdálenost od Slunce 43,28 AU (6,47×10⁹ km). V této vzdálenosti trvá sluneční světlo do Arrokothu více než šest hodin. Arrokoth prošel aféliem naposledy kolem roku 1906 a v současné době se blíží ke Slunci rychlostí přibližně 0,13 AU za rok, neboli přibližně 0,6 km za sekundu (1 300 mph). Arrokoth se přiblíží k přísluní do roku 2055.

Arrokothova oběžná dráha s obloukem pozorování 851 dní je poměrně dobře určena, s parametrem nejistoty 2 podle Minor Planet Center. Pozorování pomocí Hubblova kosmického dalekohledu v květnu a červenci 2015 a v červenci a říjnu 2016 značně snížili nejistoty na oběžné dráze Arrokothu, což vedlo Středisko planetek k přidělení trvalého čísla pro planetku. Na rozdíl od oběžné dráhy vypočítané Minor Planet Center nezahrnuje Arrokothův pozorovací oblouk v databázi JPL Small-Body tyto další pozorování a předpokládá, že oběžná dráha je vysoce nejistá s parametrem nejistoty 5.

Arrokoth je Centrem Minor Planet obecně klasifikován jako vzdálená malá planeta nebo transneptunovský objekt, protože obíhá ve vnější sluneční soustavě za Neptunem. Mít non-rezonanční oběžnou dráhu v oblasti Kuiperova pásu 39,5–48 AU od Slunce, Arrokoth je formálně klasifikován jako klasický objekt Kuiperova pásu nebo kubewano. Arrokothova dráha je nakloněna k ekliptické rovině o 2,45 stupně, což je ve srovnání s jinými klasickými objekty Kuiperova pásu, jako je Makemake, relativně nízká. Vzhledem k tomu, že Arrokoth má nízký orbitální sklon a výstřednost, je součástí dynamicky chladné populace klasických objektů Kuiperova pásu, u nichž je nepravděpodobné, že by při své vnější migraci v minulosti prošly Neptunem významnými poruchami. Chladná klasická populace objektů Kuiperova pásu je považována za zbytky planetesimálů, které zbyly z narůstání materiálu během formování sluneční soustavy.

Rotace a teplota

Výsledky fotometrických pozorování pomocí Hubbleova vesmírného dalekohledu ukazují, že jasnost Arrokothu se při otáčení mění o přibližně 0,3 magnitud. Ačkoliv periodu rotace a amplitudu světelné křivky Arrokotha nebylo možné určit z pozorování pomocí HST, jemné variace jasu naznačují, že Arrokothova rotační osa je buď namířena k Zemi, nebo je pozorována v rovníkové konfiguraci s téměř kulovým tvarem omezený a/b nejvhodnější poměr stran kolem 1,0–1,15.

Po přiblížení kosmické sondyi New Horizons k Arrokothovi nebyla přes Arrokothův nepravidelný tvar zjištěna žádná amplituda rotační světelné křivky. Abychom vysvětlili nedostatek jeho rotační světelné křivky, vědci předpokládali, že Arrokoth rotuje na své straně, přičemž jeho rotační osa směřuje téměř přímo na blížící se vesmírná sonda New Horizons. Následné snímky Arrokothu z New Horizons při přiblížení potvrdily, že jeho rotace je nakloněna a jeho jižní pól je obrácen ke Slunci. Rotační osa Arrokothu je nakloněna o 99 stupňů na svou oběžnou dráhu. Na základě údajů o zákrytu a zobrazovacích datech New Horizons byla doba rotace Arrokothu stanovena na 15 938 hodin.

Vzhledem k vysokému axiálnímu sklonu jeho rotace se sluneční záření severní a jižní hemisféry Arrokoth v průběhu jeho oběžné dráhy kolem Slunce značně liší.Jak obíhá kolem Slunce, jedna polární oblast Arrokothu směřuje ke Slunci nepřetržitě, zatímco ostatní čelí pryč. Sluneční záření na Arrokothu se mění o 17 procent kvůli nízké excentricitě jeho dráhy. Průměrná teplota Arrokothu se odhaduje na přibližně 42 K (-231,2 °C), s maximem přibližně 60 K na osvětleném subsolarním bodě Arrokothu. Radiometrická měření z přístroje New Horizons REX naznačují, že průměrná povrchová teplota Arrokothova neosvětleného části je asi o 29±5 K, vyšší než naznačovaly modelované rozsah 12–14 K. Vyšší teplota Arrokothova neosvětleného části měřená pomocí REX znamená, že tepelné záření je emitováno z Arrokothova vnitřku, u kterého se předpokládalo, že bude skutečně teplejší než vnější povrch.

Hmotnost a hustota

Hmotnost a hustota Arrokoth není známa. Definitivní odhad hmotnosti a hustoty nelze uvést, protože oba laloky Arrokoth jsou v kontaktu, spíše než obíhají. Ačkoli možná přirozená družice obíhající kolem Arrokothu mohla pomoci určit jeho hmotnost, nebyly nalezeny žádné satelity obíhající kolem Arrokothu. Za předpokladu, že oba laloky Arrokoth jsou svázány vlastní gravitací, přičemž vzájemná gravitace obou laloků překoná odstředivé síly, které by jinak laloky oddělily, se odhaduje, že celé tělo má velmi nízkou hustotu podobnou kometám, s odhadovanou minimální hustotou 0,29 g/cm³. Aby se zachoval tvar oblasti krku, musí být hustota Arrokothu menší než maximální možná hustota 1 g/cm3, jinak by oblast krku byla nadměrně stlačena vzájemnou gravitací obou laloků, takže by celý objekt gravitačně zhroutí se do sféroidu.

Vznik

Předpokládá se, že Arrokoth se vytvořil ze dvou samostatných objektů, které se v průběhu času vytvořily z rotujícího mraku malých, ledových těles od vzniku sluneční soustavy před 4,6 miliardami let. Arrokoth se pravděpodobně vytvořil v chladnějším prostředí v husté neprůhledné oblasti raného Kuiperova pásu, kde se Slunce zdálo silně zakryté prachem. Ledové částice v raném Kuiperově pásu pociťovaly nestabilitu streamování, při které se zpomalily kvůli odporu proti okolnímu plynu a prachu a gravitačně se spojily do shluků větších částic. Na základě rozdílného současného vzhledu obou laloků se každý pravděpodobně vytvořil a narůstal odděleně, zatímco byl na vzájemné oběžné dráze kolem sebe. Předpokládá se, že oba předkové objekty vznikly z jediného zdroje materiálu, protože se jeví jako homogenní v albedu, barvě a složení. Přítomnost válcovacích topografických jednotek na větším objektu naznačuje, že se pravděpodobně vytvořil z koalescence menších planetesimálních jednotek před sloučením s menším objektem.

Zploštění a sloučení

Není jasné, jak Arrokoth dosáhl svého současného zploštělého tvaru, ačkoli byly postulovány dvě hlavní hypotézy vysvětlující mechanismy vedoucí k jeho zploštělému tvaru během formování sluneční soustavy. Tým New Horizons předpokládá, že se tyto dva předkové objekty vytvořily zpočátku rychlými rotacemi, které způsobily zploštění jejich tvarů v důsledku odstředivých sil. Postupem času se rychlost otáčení progenitorových objektů postupně zpomalovala, když zaznamenali dopady malých objektů, a přenesly svou momentální hybnost na další oběžné úlomky, které zbyly z jejich formování. Nakonec ztráta hybnosti způsobená nárazy a přesunem hybnosti k jiným tělesům v oblaku způsobila, že se dvojice pomalu spirálovitě blížila, dokud se nedotkly - kde se v průběhu času klouby spojily dohromady a vytvořily současný dvojlalokový tvar.

V alternativní hypotéze, kterou formulovali vědci z Čínské akademie věd a z Institutu Maxe Plancka v roce 2020, mohlo zploštění Arrokothu vyplynout z procesu hromadné ztráty způsobené sublimací v časovém měřítku několika milionů let po sloučení jejích laloků . V době vzniku měla Arrokothova kompozice vyšší koncentraci těkavých látek z narůstání kondenzovaných těkavých látek v hustém a neprůhledném Kuiperově pásu. Poté, co okolní prach a mlhovina ustoupily, sluneční záření již nebylo blokováno, což umožnilo fotonem indukovanou sublimaci v Kuiperově pásu. Kvůli Arrokothově vysoké rotační šikmosti je jedna polární oblast obrácena ke Slunci nepřetržitě po polovinu své oběžné doby, což má za následek rozsáhlé zahřívání a následnou sublimaci a ztrátu zmrzlých těkavých látek na Arrokothových pólech.

Bez ohledu na nejistotu ohledně mechanismů zploštění Arrokothu se následné sloučení dvou laloků Arrokothu zdálo být jemné. Současný vzhled Arrokotha nenaznačuje zlomeniny deformace ani komprese, což naznačuje, že dva předkové objekty se spojily velmi pomalu rychlostí 2 m/s - srovnatelné s průměrnou rychlostí chůze člověka.Předkové objekty musely také šikmo splývat pod úhly většími než 75 stupňů, aby zohlednily současný tvar Arrokothova tenkého krku, přičemž laloky zůstaly nedotčené. V době, kdy se dva progenitorové objekty spojily, oba již byly přílivově uzamčeny v synchronní rotaci.

Dlouhodobá četnost nárazových událostí vyskytujících se na Arrokothu byla nízká kvůli pomalejší rychlosti objektů v Kuiperově pásu. V průběhu 4,5 miliardy let by fotonem indukované rozprašování vodního ledu na Arrokothův povrch minimálně zmenšilo jeho velikost o 1 cm. S nedostatkem častých kráterových událostí a poruch na jeho oběžné dráze by tvar a vzhled Arrokoth zůstal prakticky nedotčený, protože spojení dvou samostatných objektů, které formovaly jeho dvojlalokový tvar.

Pozorování

Objev

Arrokoth byl objeven 26. června 2014 pomocí Hubblova kosmického dalekohledu během předběžného průzkumu k nalezení vhodného objektu Kuiperova pásu pro průlet kosmické lodi New Horizons. Vědci z týmu New Horizons hledali objekt v Kuiperově pásu, který by vesmírná sonda mohla studovat po Plutu, a jejich další cíl musel být dosažitelný na zbývající palivo New Horizons. Vědci pomocí velkých pozemských dalekohledů na Zemi začali v roce 2011 hledat kandidátní objekty a několik let za sebou několik let. Žádný z nalezených objektů však nebyl sondou New Horizons dosažitelný a většina objektů Kuiperova pásu, které by mohly být vhodné, byla příliš vzdálená a slabá na to, aby je bylo možné vidět skrz zemskou atmosféru. Za účelem nalezení těchto slabších objektů Kuiperova pásu zahájil tým New Horizons 16. června 2014 hledání vhodných cílů pomocí Hubblova vesmírného dalekohledu.

Arrokoth byl poprvé zobrazen Hubblem 26. června 2014, 10 dní poté, co tým New Horizons začal hledat potenciální cíle. Při digitálním zpracování snímků z HST identifikoval Arrokoth astronom Marc Buie, člen týmu New Horizons. Buie ohlásil svůj nález vyhledávacímu týmu pro následnou analýzu a potvrzení. Arrokoth byl druhým objektem nalezeným při hledání, po MT₆₉ po roce 2014. Tři další kandidátské cíle byly později objeveny pomocí HST, ačkoli následná astrometrická pozorování je nakonec vyloučila. Z pěti potenciálních cílů nalezených pomocí Hubbla byl Arrokoth považován za nejsnadnější cíl pro kosmickou loď, protože trajektorie průletu vyžadovala nejmenší množství paliva ve srovnání s tou pro PN₇₀ 2014, druhý nejsnadnější cíl pro New Horizons. 28. srpna 2015 byl Arrokoth NASA oficiálně vybrán jako průletový cíl pro kosmickou sondu New Horizons.

Arrokoth je příliš malý a vzdálený na to, aby jej bylo možné pozorovat přímo ze Země, ale vědci dokázali využít astronomické události zvané hvězdné zákryty, při které objekt prochází před hvězdou z vyhlídky na Zemi. Protože událost zákrytů je viditelná pouze z určitých částí Země, tým New Horizons spojil data z Hubbla a vesmírné observatoře Gaia Evropské kosmická agentury, aby přesně zjistil, kdy a kde na zemský povrch vrhne stín Arrokoth. Zjistili, že ke zákrytům dojde 3. června, 10. července a 17. července 2017, a vyrazili na místa po celém světě, kde mohli vidět, jak Arrokoth zakrývá v každém z těchto dat jinou hvězdu. Na základě tohoto řetězce tří zákrytů byli vědci schopni určit tvar objektu.

Zákryty rok 2017

V červnu a červenci 2017 Arrokoth zakryl tři hvězdy pozadí. Tým za New Horizons vytvořil specializovaný tým „KBO Chasers“ vedený Marcem Buiem, který sledoval tyto hvězdné zákryty z Jižní Ameriky, Afriky a Tichého oceánu. Dne 3. června 2017 se dva týmy vědců NASA pokusili odhalit stín Arrokothu z Argentiny a Jižní Afriky. Když zjistili, že žádný z jejich dalekohledů nepozoroval stín objektu, zpočátku se spekulovalo, že Arrokoth nemusí být ani tak velký, ani temný, jak se dříve očekávalo, a že by mohl být vysoce reflexní nebo dokonce rojový. Další údaje pořízené Hubbleovým vesmírným dalekohledem v červnu a červenci 2017 odhalily, že dalekohledy byly umístěny na nesprávném místě a že tyto odhady byly nesprávné.

Dne 10. července 2017 byl vzdušný dalekohled SOFIA úspěšně umístěn blízko předpokládané středové čáry druhé zákrytu při letu nad Tichým oceánem z Christchurchu na Novém Zélandu. Hlavním účelem těchto pozorování bylo hledání nebezpečného materiálu, jako jsou prstence nebo prach poblíž Arrokothu, který by mohl ohrozit kosmickou loď New Horizons během jejího průletu v roce 2019. Sběr dat byl úspěšný. Předběžná analýza naznačila, že centrální stín byl zmeškán; teprve v lednu 2018 bylo zjištěno, že SOFIA skutečně pozorovala velmi krátký pokles od centrálního stínu. Data shromážděná SOFIA budou také cenná, aby omezila prašnost poblíž Arrokoth. Podrobné výsledky hledání nebezpečného materiálu byly prezentovány na 49. zasedání divize AAS pro planetární vědy, 20. října 2017.

17. července 2017 byl pomocí Hubblova vesmírného dalekohledu zkontrolován úlomek kolem Arrokothu, čímž byla stanovena omezení prstenců a úlomků v Hillově sféře Arrokothu ve vzdálenosti až 75 tisíc kilometrů od hlavního tělesa. Pro třetí a poslední zákryt vytvořili členové týmu další pozemní „plotovou linii“ 24 mobilních dalekohledů podél předpokládané pozemní dráhy okultního stínu v jižní Argentině (provincie Chubut a Santa Cruz), aby lépe omezily velikost Arrokothu. Průměrná vzdálenost mezi těmito dalekohledy byla přibližně 4 kilometry. Pomocí nejnovějších pozorování z HST byla poloha Arrokothu známa s mnohem lepší přesností než u zákrytu 3. června a tentokrát byl stín Arrokothu úspěšně pozorován nejméně pěti mobilními dalekohledy. V kombinaci s pozorováním SOFIA to omezilo možné úlomky poblíž Arrokothu.

Výsledky zákrytu dne 17. července ukázaly, že Arrokoth mohl mít velmi podlouhlý, nepravidelný tvar nebo být blízkým nebo kontaktním binárním souborem. Podle doby trvání pozorovaných poklesů jasnosti bylo prokázáno, že Arrokoth má dva „laloky“ o průměru přibližně 20 a 18 kilometrů. Předběžná analýza všech shromážděných údajů naznačovala, že Arrokoth je doprovázen obíhajícím měsíčkem vzdáleným asi 200–300 kilometrů od primárního místa. Později však došlo k závěru, že chyba v softwaru pro zpracování dat vyústila v posunutí zjevné polohy cíle. Po započítání chyby byl krátký pokles pozorovaný 10. července považován za detekci primárního těla.

Kombinací dat o jeho světelné křivce, spektrech (např. barevných) a hvězdných zakrytových datech se ilustrace mohly spolehnout na známá data a vytvořit koncept toho, jak by to mohlo vypadat před průletem kosmické lodi.

Zákryty rok 2018

Pro rok 2018 byly předpovězeny dvě potenciálně užitečné zákryty Arrokothu: první16. července a druhá 4. srpna. Ani jedna z nich nebyla tak dobrá jako tři události z roku 2017.Nebyly učiněny žádné pokusy o pozorování zákrytu 16. července 2018, který se konal nad jižním Atlantikem a Indickým oceánem. Na akci 4. srpna 2018 se dva týmy, které se skládaly z přibližně padesát výzkumných pracovníků, vydaly na místa v Senegalu a Kolumbii. Tato událost získala pozornost médií v Senegalu, kde byla využita jako příležitost pro propagaci vědy. Přestože některé stanice byly ovlivněny špatným počasím, událost byla úspěšně pozorována, jak uvádí tým New Horizons. Zpočátku nebylo jasné, zda byl zaznamenán pokles na cíli. Dne 6. září 2018 NASA potvrdila, že hvězdu skutečně viděl klesat alespoň jeden pozorovatel, což poskytlo důležité informace o velikosti a tvaru Arrokothu.

Hubbleova pozorování byla provedena 4. srpna 2018 na podporu zákrytové kampaně. Hubble nemohl být umístěn na úzkou cestu zákrytu, ale díky příznivému umístění Hubbla v době události byl vesmírný dalekohled schopen sondovat oblast až na 1600 kilometrů od Arrokothu. To je mnohem blíže než 20 tisíc kilometrů oblastí, které bylo možné pozorovat během zákrytu 17. července 2017. Hubble nezaznamenal žádné změny jasu cílové hvězdy, což vyloučilo jakékoli opticky silné prstence nebo úlomky až do vzdálenosti 1 600 kilometrů od Arrokothu. Výsledky zákrytových kampaní v letech 2017 a 2018 byly prezentovány na 50. zasedání divize Americké astronomické společnosti pro planetární vědy 26. října 2018.

Průzkum

Po dokončení průletu okolo Pluta v červenci 2015 provedla kosmická loď New Horizons v říjnu a listopadu 2015 čtyři změny kurzu, aby se dostala na trajektorii směrem k Arrokothu. Jedná se o první objekt, který má být zaměřen na průlet, který byl objeven po vypuštění navštěvující kosmické lodi a je nejvzdálenějším objektem ve sluneční soustavě, jaký kdy kosmická loď navštívila. Pohybující se rychlostí 5 500 km/h (858 km/min; 14,3 km/s) New Horizons proletěl kolem Arrokothu ve vzdálenosti 3 538 kilometrů, což odpovídá několika minutám jízdy rychlostí plavidla a jedna třetina vzdálenosti nejbližšího setkání kosmické lodi s Plutem. [9] K nejbližšímu přiblížení došlo 1. ledna 2019 v 05:33 UTC (čas události kosmické lodi - SCET) a v tomto okamžiku to bylo 43,4 AU od Slunce ve směru souhvězdí Střelce. V této vzdálenosti činil jednosměrný tranzitní čas rádiových signálů mezi Zemí a New Horizons 6 hodin.

Vědecké cíle průletu zahrnují charakterizaci geologie a morfologie Arrokoth, mapování složení povrchu (hledání amoniaku, oxidu uhelnatého, metanu a vodního ledu). Byly provedeny průzkumy okolního prostředí za účelem detekce možných obíhajících měsíčků, kómatu nebo prstenců. Očekávají se snímky s rozlišením zobrazujícím podrobnosti od 30 do 70 metrů. Z pozorování pomocí HST byly slabé malé satelity obíhající kolem Arrokothu ve vzdálenostech větších než 2 000 kilomterů vyloučeny do hloubky> 29. velikosti. Objekt nemá detekovatelnou atmosféru a žádné velké prstence nebo satelity o průměru větším než 1,6 kilometrů. Přesto pokračuje hledání příbuzného měsíce (nebo měsíců), což může pomoci lépe vysvětlit vznik Arrokoth ze dvou jednotlivých obíhajících objektů.

New Horizons poprvé detekoval Arrokoth dne 16. srpna 2018 ze vzdálenosti 172 milionů kilometrů .V té době byl Arrokoth viditelný na magnitudě 20 ve směru souhvězdí Střelce. Očekávalo se, že Arrokoth bude do poloviny listopadu 18 magnitudy a do poloviny prosince 15 magnitudy. Dosáhla jasu volného oka (velikost 6) z pohledu kosmické lodi pouhé 3–4 hodiny před nejbližším přiblížením. Pokud byly detekovány překážky, měla kosmická loď možnost odklonit se na vzdálenější místo setkání, ačkoli nebyly vidět žádné měsíce, prstence ani jiná nebezpečí. Snímky z New Horizons ve vysokém rozlišení byly pořízeny 1. ledna. První snímky průměrného rozlišení dorazily druhý den. Očekává se, že stažení dat shromážděných z průletu bude trvat 20 měsíců až do září 2020.

Galerie

• Průlet okolo Arrokothu
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 

Odkazy

Reference

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Arrokoth na Wikimedia Commons
• (486958) 2014 MU₆₉ na webu České astronomické společnosti
• JPL Small-Body Database Browser: 2014 MU69 [online]. Jet Propulsion Laboratory, NASA [cit. 2015-09-18]. Dostupné online. (anglicky) 
• Odhalené tajemství nejvzdálenějšího studovaného tělesa Sluneční soustavy [online]. Česká astronomická společnost, 2020-02-20 [cit. 2020-02-21]. Dostupné online.