Un beso en las tinieblas

Explicando el nacimiento de Ultima Thule.

Este pequeño habitante del Cinturón de Kuiper queda ya muy atrás de la New Horizons, aunque los datos siguen llegando, y será así los próximos 16 meses. Con ellos, poco a poco, y aplicando todo tipo de modelos y hipótesis varias, los astrónomos siguen intentando comprender mejor un cuerpo realmente extraño, en realidad dos cuerpos que en algún momento, después de haber orbitado uno alrededor del otro, acabaron dándose un beso eterno.

Conocido el tamaño y composiciónd e ambos, el equipo de New Horizons ha sido capaz de poner unos "limites de velocidad" a la colisión que dio lugar a Ultima Thule, más allá de los cuales sería imposible que hubiera terminado en la situación en que las cámaras de la sonda lo vieron durante su fugaz sobrevuelo. Y ciertamente son cifras curiosas cuanto menos, ya que en un Universo donde priman las velocidades astronómicas (nunca mejor dicho), las que protagonizaron este nacimiento son, de ser correctas, increíblemente lentas.

Por ejemplo, si el contacto se hubiera producido a unos 35 kilómetros por hora, lo que ya de por si es una velocidad bajísima,probablemente no se habrían fusionado en absoluto y, tras contactar, habrían seguido sus caminos. Y si hubiera  sido a unos 18 kilómetros por hora, la fusión si que se hubiera producido, pero no habría generado un objeto con los dos lóbulos tan intactos, apenas distorsionados por la colisión. Por tanto la cifra debe ser aún menor.

¿Cuanto más baja? Según Alan Stern, científico principal de la misión New Horizons, quizás tanto como apenas 8.9 kilómetros por hora, un verdadero encuentro a cámara superlenta. Las simulaciones realizadas muestran unos resultados sorprendentemente similares a lo que realmente se observó, por lo que parece que estamos ante un escenario más que probable, aunque los estudios seguirán, por supuesto. Estamos lejos de haber desvelado la naturaleza completa de Ultima, pero la idea de dos compañeros de viaje, atados por los lazos de su mutua gravedad, y que acabaron dándose un suave y delicado beso en la oscuridad es ciertamente bonita.

El mayor de los dos lóbulos presenta una serie de montículos, que ahora se cree que podrían ser los contornos retenidos de los pequeños planetesimales que lo formaron, aunque también podrían existir otros procesos hasta ahora desconocidos. Es otro de los misterios de Ultima.

El misterioso o muy plano Última Thule. 

Última Thule, resultado de una fusión a cámara superlenta

La plana naturaleza de Ultima Thule

Revelando su extraña forma aplanada

¿Son todos los habitantes del Cinturón de Kuiper extraños, sorprendente y siempre dispuestos a revelarse como algo completa mente diferente a todas las posibilidades planteadas? De momento solo hemos logrado sobrevolar a corte distancia a dos de ellos, y en ambos casos hemos terminado con la boca abierta. Plutón fue una experiencia increíble, un mundo tan complejo y maravilloso que nos llevó más allá de todo lo soñado. Y el segundo, un pequeño cuerpo de apenas unas decenas de kilómetros de diámetro, parece seguir el mismo camino.

Justo después de sobrevolar Ultima Thule, la New Horizons miró hacia atrás y fue observandolo mientras se alejaba, buscando obtener imágenes de este diminuto mundo en lo que se podría llamar "fase creciente", con su borde iluminado por el lejano Sol y el resto sumergido en la fría noche. Con ello se esperaba obtener más información sobre su forma completa, y confirmar la forma más o menos esférica de los dos componentes que parecía establecerse en las imágenes tomadas antes del encuentro. Pero nada es lo que parece, y nuevamente Ultima se dispuso a romper con las ideas establecidas.

Y es que las imágenes "de partida" recientemente enviadas a la Tierra, tomadas muy poco después del encuentro, han revelado justo lo contrario. Tanto Ultima como Thule son cuerpos prácticamente planos, que solo percibíamos como esféricas por verlos casi desde la vertical de su eje de rotación, y por tanto viendo su "cara". La realidad es mucho más extraordinaria, única en realidad, ya que no habíamos visto nada parecido hasta ahora. "Aunque la naturaleza misma de un sobrevuelo rápido limitaba lo bien que podíamos determinar la verdadera forma de Ultima Thule, los nuevos resultados muestran claramente que ambos componentes son mucho más planos de lo que se creía originalmente y mucho más planos de lo esperado",explica Hal Weaver, científico del proyecto New Horizons. "Esto sin duda motivará nuevas teorías sobre la formación de los planetesimales en el Sistema Solar temprano".

Pequeño pero asombroso. Así es Ultima Thule. Y aún falta por llegar la mayor parte de la información reunida. Podemos estar seguros que las sorpresas seguirán.

Imagen tomada el 1 de Enero de 2019, a 8.862 kilómetros más allá de Ultima Thule. La de la izquierda es el "promedio" de diez imágenes tomadas la cámara LORRI. la media luna está borrosa  porque se utilizó un tiempo de exposición relativamente largo. Los científicos de la misión han podido procesar la imagen, eliminando el desenfoque de movimiento para producir una vista más nítida y brillante de la delgada media luna.
 

Lo que creíamos ver y lo que era en realidad. Como dos cuerpos terminaron conectando de esta forma tan delicada será todo un desafío para los astrónomos.

New Horizons’ Evocative Farewell Glance at Ultima Thule

Sueño y realidad

Cuando la imaginación adivina el futuro.

El 2 de enero, la New Horizons protagonizó el sobrevuelo más lejano jamás realizado (por ahora), y nos está enviando ya las primeras imágenes de Ultima Thule. Todos, tanto los científicos como los simples aficionados, como es el que aquí escribe, no pudimos sino asombrarnos ante esa especie de "muñeco de nieve", la visión de dos objetos claramente independientes besándonse con delicadeza en un baile eterno. No se había visto nada parecido. Ciertamente se habían encontrado cometas de los que se pude intuir que son dos cuerpos antaño independiente, pero nunca con tal claridad. El primer paso en el nacimiento de un planeta congelado en el tiempo.

Sin embargo, y no es la primera vez, revisando el pasado podemos encontrar que ya hubo gente que anticipó algo parecido, en épocas que ni tan solo el Cinturón de Kuiper era conocido. Hace 50 años, un científico y artista del Planetary Science Institute, Bill Hartmann, ilustró la posible apariencia del resultado de la colisión a muy baja velocidad entre dos asteroides. El resultado fue un auténtico ejercicio de visualizar el futuro con una certeza asombrosa.

Todo empezó en 1969. Los astrónomos de la Universidad de Arizona, Larry Dunlap y Tom Gehrels, detectaron que el asteroide 624 Hektor, mucho más allá del cinturón principal de asteroides, mostraba cambios extremos en el brillo cuando rotaba. El propio Hartmann y Dale Cruikshank (en aquel entonces en la Universidad de Hawái),demostraron que el cambio de brillo no era causado por diferencias en la reflectividad del material de la superficie, sino por una forma alargada muy inusual.

Hartmann se sintió intrigado por como algo así podría haberse formado en el sistema solar primordial, por colisiones de asteroides a baja velocidad, desde las cuales crecían los planetas. Estos cuerpos, del que no se conocía ninguno en ese momento, y eran por tanto simples conceptos teóricos, se denominaron asteroides "binarios compuestos", indicando que estaban en contacto directo, en lugar de orbitar alrededor uno del otro. La pintura de Hartmann en 1978 mostró el concepto binario compuesto los  colores grises de La Luna. No se habían visto tales cuerpos a corta distancia, pero Hartmann quería describirlos. "Mis pinturas astronómicas no son solo vuelos de fantasía, sino un intento serio de hacer algo hermoso y realista a partir de lo que los humanos hemos aprendido sobre otros mundos". Para 1980, Cruikshank y Hartmann habían demostrado que muchos cuerpos en el Sistema Solar más exterior tenían un color marrón rojizo oscuro, y sus pinturas de 1980 y 1996 agregaron dichas estimaciones. El resultado se parece de una forma extrodinaria a lo visto por la New Horizons.

Ultima Thule no es solo el primer ejemplo obvio de una estructura binaria compuesta, sino que también se parece mucho a la visualización de Hartmann de 1996. Incluso acertó en incluir una línea de material brillante en la zona de contacto, allí donde colisionaron a cámara lenta. Todo un ejemplo de como, en ocasiones, la imaginación, combinada con el conocimiento, por exiguo que en ese momento sea, puede abrirnos las puertas a un futuro aún a décadas por delante. Un ejemplo de porque nunca debemos dejar de soñar.

Y el sueño se hizo realidad.

PSI Scientist Anticipated "Snowman" Asteroid Appearance

Ultima Thule, una historia congelada en el tiempo

Las primeras imágenes de este nuevo mundo revelan un cuerpo extraño y fascinante.

Estamos solo al principio. Poco a poco irán llegando datos e imágenes acumuladas en su memoria, lentamente debido a la distancia, en un proceso que requerirá más de un año para completarse. Por tanto será necesario tener paciencia, pero seguramente la espera valdrá la pena, ya que nuestra primera mirada, incluso en imágenes cuya resolución estará muy lejos de las mejores aún por llegar, han mostrado que estamos ante algo único. O mejor dicho, varias cosas únicas, ya que Ultima Thule se está revelando como dos cuerpos  ligados por el destino, suavemente unidos en su viaje en la oscuridad.

Eso es lo que revelan las primeras imágenes recibidas, tomadas 30 minutos antes del momento de máxima aproximación y a unos 28.000 Kilómetros de distancia. Un cuerpo doble, con una superficie aparentemente carente de cráteres de impacto (al menos de tamaño visible) y lo que parecen numerosas formaciones geológica, incluida una blanca cinta en el lugar donde ambos entran en contacto. Cuando lleguen las mejores imágenes, tomadas desde mucho menor distancia, se espera tener una resolución superior a la de Plutón, y podremos explorar con más detalle este pequeño mundo. Y todo indica que valdrá la pena.

El equipo de misión cree que las dos esferas probablemente se unieron en los inicios mismo de nuestro sistema planetario, chocando muy suavemente, quizás a unos pocos metros de velocidad relativa, quedando como una reliquia de como se inició la formación de los planetas mayores."New Horizons es como una máquina del tiempo, que nos lleva de regreso al nacimiento del Sistema Solar. Estamos viendo una representación física del inicio de la formación planetaria, congelada en el tiempo", dijo Jeff Moore, líder del equipo de Geología "Estudiar Ultima Thule nos ayuda a comprender cómo se forman los planetas, tanto los que acompañan al Sol como en los que orbitan otras estrellas en nuestra galaxia". 

La aventura justo acaba de comenzar. Los próximos meses seguramente oiremos hablar mucho de Ultima Thule. O mejor dicho, de Ultima y de Thule.

Bienvenidos a dos mundos en uno. Con notables variaciones de brillo, y de momento sin cráteres a la vista.

Principales características por ahora observadas.

Ultima Thule presenta un tono rojizo, lo que es típico de estos cuerpos helados. La primera imagen en color, a la izquierda, fue tomada a 137,000 kilómetros de distancia por la Cámara  Multiespectral Visible (MVIC), producida mediante la combinación de los canales de infrarrojo cercano, rojo y azul. La imagen central, de la cámara LORRI, tiene una resolución más alta que MVIC en aproximadamente un factor de cinco. A la derecha, el color se ha superpuesto en la imagen de LORRI para mostrar la uniformidad de color de los lóbulos de Ultima y Thule.

De momento ya sabemos su periodo de rotación, unas 15 horas. 

NASA's New Horizons Mission Reveals Entirely New Kind of World

Más allá de Thule

New Horizons hace historia y completa el sobrevuelo más lejano jamás realizado.

"Felicitaciones al equipo de misión, al Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins y al Southwest Research Institute por hacer historia una vez más. Además de ser la primero en explorar Plutón, hoy New Horizons voló por el objeto más distante jamás visitado por una nave espacial y se convirtió en la primera en explorar directamente un objeto que contiene restos del nacimiento de nuestro Sistema Solar. De esto se trata el liderazgo en la exploración espacial". Con estas palabras resumía el administrador de la NASA Jim Bridenstine los acontecimientos vividos en año nuevo, una vez se restablecieron las comunicaciones con la sonda y los primeros datos confirmaron que esta se encontraba en perfecto estado y lista para empezar la descarga de los datos e imágenes acumuladas.

"New Horizons funcionó como estaba previsto, realizando la exploración más lejana de cualquier mundo en la historia", dijo el Investigador Principal Alan Stern. "Los datos que tenemos se ven fantásticos y ya estamos aprendiendo mucho acerca de Ultima.¡Desde aquí en adelante los datos mejorarán y mejorarán!". Y realmente es así, ya que las primeras imágenes recibidas, que corresponden a la fase de aproximación, han dando una respuesta al misterio de porque su luminosidad no cambiaba a medida que rotaba sobre si mismo. La solución, que era la más previsible, es que el eje de rotación está apuntando hacia la dirección por la que se aproximaba la sonda. Estábamos mirando a uno de sus polos, de ahí que su resplandor no cambiaba demasiado a pesar de su forma irregular.

Es solo el principio, un largo proceso de exploración y estudio que cogerá velocidad a medida que vayan llegando los datos de New Horizons. Un proceso lento que abarcará más de un año, (unos 20 meses) ya que la distancia por un lado y la relativamente poca capacidad de transmisión de la sonda (no olvidemos que es una misión modesta), por lo que deberemos tener paciencia, ya que como ocurrió con Plutón, los anuncios y descubrimientos irán llegando poco a poco. Cuando tengamos las fotografías de mayor resolución, veremos la superficie de Ultima incluso mejor que la de ese primero.

Y mientras eso ocurra, la New Horizons seguirá adentrándose en el Cinturón de Kuiper, en principio hasta 2021, aunque seguramente su actividad será extendida si sigue operativa. De hecho su equipo de misión quieren nuevas metas, seguir explorando esta región desconocida y proponer un nuevo sobrevuelo de otro KBO, si es que existe alguno a su alcance. Se espera que su generador termoeléctrico de radioisótopos siga aportando suficiente energía para mantenerla en activa hasta la segunda mitad de la década de los 20, por lo que bien podría lograrse un tercer encuentro. El tiempo dirá.

Se termina así un encuentro histórico, seguramente no tan vistoso como el de Plutón, pero para los científicos planetarios enormemente valioso por todo lo que representa. La historia tiene ya un lugar de honor para esta pequeña sonda.

Como una hélice. Así rota Ultima, con su eje de rotación apuntando en la dirección de la que venía la sonda. De ahí la poca variación de su brillo. El primer misterio resuelto.

New Horizons Successfully Explores Ultima Thule

Preguntas finales antes de Thule

Estamos ya a pocos días del encuentro con Ultima Thule, y con la cuenta atrás entrando en su fase final nuevamente estas reviviendo la emoción que significó el sobrevuelo de Plutón, en 2015. Quizás no tanto a nivel popular, ya que este último estaba rodeado de años de mística y sueños, pero igualmente fascinante para los científicos planetarios por todo lo que representa, un fragmento aparentemente inalterado de los orígenes del Sistema Solar.

Y que mejor que conocer de primera mano como está transcurriendo la misión que a través de las palabras de Alan Stern, investigador principal de la New Horizons y una de las personas que más presionó a lo largo de varias décadas hasta hacerla realidad. La página Space.Com nos regala por ello una más que interesante entrevista al que podemos considerar el corazón mismo de esta aventura.

Space.com: ¿Cual es el estado general de la New Horizons?

Stern: Está esencialmente en perfecto estado. En cuanto a los propulsores, vamos cambiando aquellos que utilizamos, de los principales a los redundantes, en lugar de usarlos hasta que se rompan. En última instancia  son elementos de vida limitada, como si fueran sus neumáticos. Todos los instrumentos científicos gozan de buena salud. Estamos en el buen camino, y no podemos pedir más en este momento.

¿Existen prespectivas para extender la misión más allá, hacia otro objetivo?

- Puede haber otro sobrevuelo después de este; ya veremos. Propusimos una misión extendida de cinco años para llevarnos hasta 2021 y llegar a 50 unidades astronómicas y estudiar el Cinturón de Kuiper de muchas maneras diferentes. Si la capacidad científica sigue siendo buena y sonda se mantiene saludable, creo que tenemos una excelente oportunidad. Somos la única nave espacial que puede hacerlo. Nadie más viene por detrás nuestro. Es realmente una oportunidad única para hacer cosas que de otra manera no se pueden hacer, y nos quedan amplias reservas de combustible

¿Cuánto tiempo le queda de vida útil?

- En principio, New Horizons podría operar otros 15 o 20 años hasta que los niveles de potencia del generador termoeléctrico de radioisótopos caigan al punto en que ya no sea posible hacerla funcionar.

Estamos ante la exploración de lo desconocido. Debe estar ansioso por ver lo que está al acecho tan lejos de la Tierra.

- Muy pocas personas se dan cuenta de lo vasto que es el Sistema Solar. La gravedad del Sol es lo suficientemente fuerte como para mantener a los cometas que orbitan en la Nube de Oort a 100.000 unidades astronómicas de distancia. Eso es 3,000 veces más que Plutón. Debido a que la luz se vuelve más y más débil con el cuadrado de la distancia, es muy difícil encontrar cosas que estén tan lejos.

¿Deberíamos esperar sorprendernos de lo que podamos encontrar?

- Solo hemos arañado la superficie del Cinturón de Kuiper y la Nube de Oort. Personalmente, a partir del trabajo que he hecho y publicado, espero que encontremos no solo docenas, sino potencialmente cientos de planetas (enanos, aunque esa es una clasificación que Stern no comparte) más. Creo que es algo gracioso cuando alguien habla de encontrar el Planeta X. Encontraremos el Planeta X, el Planeta Y, el Planeta Z y un número muy grande más. Hay indicios de que solía haber una gran cantidad de planetas, la mayoría de los cuales se dispersaron a grandes distancias.

¿Que espera encontrare en Ultima Thule?

- El día después del sobrevuelo comenzaremos a recibir imágenes de alta resolución y otros datos. Buscaremos indicios de atmósfera, lunas o anillos. Se seguirán transmitiendo datos a la Tierra, no solo durante semanas, sino durante un año y medio. Será a finales del verano de 2020 antes de que tengamos todos. Entonces, cualquier cosa es posible. Nada como esto ha sucedido antes. Ninguna misión ha visitado nunca este tipo de objeto, algo tan salvaje, tan lejos del Sol...Ultima Thule puede ser algo diferente a todo lo que hemos visto antes.

El sobrevuelo de Plutón y ahora un KBO es un emblema de la exploración y la investigación de lo desconocido. Parece que la misión es una metáfora de la sorpresa, incluso de desconcierto.

- Volvamos a principios de la década de 1960 y 70. Esas primeras misiones a Marte, Venus, Mercurio, Júpiter.., todas brindaron la misma experiencia. Destruyeron todo lo que se sabía por telescopio y nos mostraron en cada planeta una situación mucho más compleja y matizada, y nuevos tipos de fenómenos físicos. Nos sorprendimos y nos sorprendimos una y otra vez. Plutón nos volvió a sorprender. Fue tan sorprendente que les conté a mis colegas del equipo científico de New Horizon después de ver los conjuntos de datos que probablemente obtuvimos una nota de "A" para la exploración pero una "F" para nuestra habilidad de predicción científica.
 
Y esto último es maravilloso, aunque parezca una contradicción. Porque el asombro ante lo inesperado, el abrir puertas a cosas desconocidos y sorprendente, es lo que, en definitiva, nos sigue impulsando siempre hacia adelante, más allá del horizonte en tiempos pasados,  hasta las estrellas hoy día. Y mientras ese impulso exista, mientras esa llama nunca se apague, siempre habrá una luz que ilumine las tinieblas.

Alan Stern, a la izquierda, junto a miembros del equipo de la New Horizons. En 2015 vivieron su gran momento, escribiendo una página hasta entonces inédita de la exploración espacial. Ahora, en el paso de 2018 a 2019, esperan repetir de nuevo esos momentos mágicos. 

Encounters with Distant Worlds: An Interview with New Horizons' Alan Stern (Exclusive)

El primer misterio de Ultima Thule

La falta de variaciones en su brillo sorprende a los científicos de la misión.

Las distancias se van reduciendo rápidamente, y ante los ojos de la sonda un punto de luz se va haciendo más y más brillante, anticipando un encuentro largamente deseado. Y lejos de esperarse a que este pequeño visitante lo sobrevuelo y estudie en detalle, este pequeño y gélido mundo del Cinturón de Kuiper ya nos está lanzando el primer desafío, escondido precisamente en ese resplandor. O mejor dicho, en la aparente ausencia de cambios a medida que rota sobre si misma, lo que se llama su curva de luz.

Desde 2017 sabemos, gracias a varias ocultaciones estelares, de que no estamos ante un cuerpo esférico, cosa esperable teniendo en cuenta su pequeño tamaño. Su aspecto, alargado como el de un cacachuete, podría incluso ser debido a dos cuerpos diferentes unidos por el destino, lo que debería generar notables variaciones en su luminosidad a medida que gira sobre si mismo. Y eso es lo que no está detectando la New Horizons, que lo lleva monitorizando desde hace semanas."Es realmente un puzzle", dijo el investigador principal Alan Stern."Llamo a eso el primer puzzle de Ultima:¿Por qué tiene una curva de luz tan pequeña que ni siquiera podemos detectarla? Espero que las imágenes detalladas del sobrevuelo vengan pronto para darnos muchos más misterios, pero no esperaba esto, y tan pronto".

Varias son las ideas que manejan en el equipo de misión de New Horizons como posibles explicaciones. Podría tener su eje de rotación orientado hacia el Sol y la sonda que se aproxima, quizás está rodeado de una nube de polvo, como un cometa, o incluso, en la explicación más extraña, podría tener una inmensa familia de diminutas lunas que la rodean, generan, en su conjunto, una curva de luz estable. Un misterio notable, aunque por suerte, a diferencia de otros, destinados a permanecer sin resolverse años y décadas, en este caso la solución llegará en menos de dos semanas.

"Es difícil decir cuál de estas ideas es la correcta", dijo Stern."Quizás sea algo que ni siquiera hayamos pensado. En cualquier caso, llegaremos al fondo de este misterio pronto. New Horizons se lanzará sobre Ultima y tomará imágenes de alta resolución el 31 de diciembre y el 1 de enero. Y la primera de esas imágenes estará disponible en la Tierra solo un día después. Cuando las veamos, sabremos la respuesta al primer enigma. ¡Manténganse atentos!".

Ocultación estelar de Ultima, observada en 2017. Aunque fugaces, este tipo de eventos, observados desde diversos puntos del planeta, permitió determinar la forma de este lejano habitante de la frontera. De ahí la sorpresa por la ausencia de una curva de luz digna de mención. 

Ultima Thule's First Mystery