Οι μακρινές γωνιές του ηλιακού μας συστήματος είναι ένας σκοτεινός κόσμος με αντικείμενα που με δυσκολία εντοπίζονται από τα τηλεσκόπιά μας. Αν και γνωρίζουμε αρκετά πλέον για τους μεγάλους πλανήτες της γειτονιάς μας, όπως ο Δίας και ο Κρόνος, έχουμε ακόμα πολλά να μάθουμε για το εξωτερικό ηλιακό σύστημα. Η αποστολή New Horizons, μετά την άκρως επιτυχημένη προσέγγιση του Πλούτωνα, συνεχίζει το ταξίδι της μακριά από τον Ήλιο, φιλοδοξώντας να μας στείλει τις πρώτες λεπτομερείς μετρήσεις από αυτή τη μακρινή περιοχή.
Το New Horizons έφτασε στον Πλούτωνα μόλις πριν από τρία χρόνια, τον Ιούλιο του 2015, προσφέροντάς μας τη δυνατότητα να δούμε τον νάνο πλανήτη με εντυπωσιακή λεπτομέρεια και να γνωρίσουμε καλύτερα τον παγωμένο και μακρινό αυτό κόσμο. Το New Horizons είναι η πρώτη διαστημική συσκευή που φτάνει τόσο μακριά μετά τις αποστολές Voyager Ι και ΙΙ, οι οποίες βρίσκονται πλέον εκτός του ηλιακού συστήματος και στα όριά του αντιστοίχως.
To New Horizons είναι εφοδιασμένο με όργανα απεικόνισης και επιτόπου μετρήσεων. Τα όργανα απεικόνισης προσφέρουν τη δυνατότητα λήψης εικόνων σε μήκη κύματος τόσο στο ορατό (με το όργανο Long-Range Reconnaissance Imager, LORRI) όσο και στο κοντινό υπεριώδες και υπέρυθρο τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος (με το όργανο Alice και το τηλεσκόπιο Ralph). Τα όργανα επιτόπιων μετρήσεων είχαν ως σκοπό να μετρήσουν τη σύσταση και τις φυσικές συνθήκες τόσο του ηλιακού ανέμου στην περιοχή του Πλούτωνα όσο και της ίδιας της ατμόσφαιρας του πλανήτη. Κατά τη διάρκεια του ταξιδιού της αποστολής, οι επιστήμονες είχαν τη δυνατότητα να τεστάρουν τα όργανα απεικόνισης παίρνοντας εικόνες ενός μικρού αστεροειδή που βρέθηκε στον δρόμο της διαστημοσυσκευής, καθώς επίσης του Δία και μερικών από τους δορυφόρους του.
Περνώντας την τροχιά του Ουρανού, το New Horizons μπορούσε πλέον να δει τον Πλούτωνα, ανακαλύπτοντας μάλιστα δύο νέους δορυφόρους του νάνου πλανήτη, τη Στύγα και τον Κέρβερο, ανεβάζοντας τον συνολικό αριθμό τους σε πέντε. Είχε προηγηθεί η ανακάλυψη της Ύδρας και της Νύχτας το 2005 και, φυσικά, του Χάροντα το 1978. Ο τελευταίος είναι μάλιστα τόσο μεγάλος σε σύγκριση με τον πλανήτη, που συχνά επιστήμονες αναφέρονται σε αυτούς ως ένα σύστημα διπλών νάνων πλανητών.
Τον Αύγουστο του 2015, αφού το New Horizons είχε ολοκληρώσει με απόλυτη επιτυχία την προσέγγιση του συστήματος του Πλούτωνα, αποφασίστηκε να τεθεί σε πορεία προσέγγισης ενός αντικειμένου της ζώνης του Kuiper με κωδικό 2014 ΜMU69, με το παρατσούκλι Ultima Thule, δηλαδή Έσχατη Θούλη.
Το όνομα Θούλη αναφερόταν στην αρχαιότητα στο βορειότερο άκρο του γνωστού κόσμου, ενώ η «έσχατη Θούλη» περιγράφει την περιοχή πέρα από τα όρια του γνωστού κόσμου. Την περιοχή αυτή θα προσεγγίσει το New Horizons επεκτείνοντας τα όρια μέσα στα οποία ο άνθρωπος έχει εξερευνήσει το ηλιακό σύστημα.
Τον Σεπτέμβριο του 2017, όταν ακόμα το New Horizons βρίσκονταν πολύ μακριά για να μπορεί να δει τη Θούλη, φωτογράφισε το αστρικό πεδίο στο οποίο βρισκόταν ο στόχος. Περίπου έναν χρόνο αργότερα, τον Αύγουστο του 2018, το New Horizons φωτογράφισε και πάλι το ίδιο πεδίο, στο οποίο η επιστημονική ομάδα σημείωσε τη θέση της Θούλης, όπως αυτή προβλεπόταν από τους υπολογισμούς. Στη φωτογραφία αυτή είναι πρακτικά αδύνατο να δει κανείς το αντικείμενο, έχοντας μάλιστα στην ίδια θέση έναν αστέρα πολλές φορές λαμπρότερο από το μικρό αντικείμενο. Αφαιρώντας όμως την παλιότερη φωτογραφία της ίδιας περιοχής, αποκαλύφθηκε μια μικρή φωτεινή κουκίδα στη θέση που προβλέπουν οι υπολογισμοί. Οι επιστήμονες είναι σχεδόν βέβαιοι ότι πρόκειται για τη Θούλη.
Δεδομένου ότι το New Horizons βρίσκεται ακόμα περισσότερο από 100 εκατομμύρια μίλια μακριά από τον στόχο του, οι επιστήμονες που έχουν τον συντονισμό της αποστολής είναι ενθουσιασμένοι που κατάφεραν να φωτογραφίσουν το αντικείμενο. Όπως χαρακτηριστικά λέει ο Χαλ Γουέιβερ, επικεφαλής επιστήμονας της αποστολής New Horizons και κύριος ερευνητής του οργάνου LORRI, “είναι σαν να ψάχνει κανείς βελόνα στα άχυρα”.
Η προσέγγιση του Ultima Thule από το New Horizons θα είναι ένα πολύ σημαντικό γεγονός για την ανθρωπότητα, καθώς πρόκειται να είναι η πρώτη προσέγγιση και εξερεύνηση αντικειμένου της μακρινής ζώνης του Kuiper. Ως εκ τούτου, η αποστολή θα σπάσει το ρεκόρ εξερεύνησης μακρινότερου αντικειμένου αλλά και λήψης φωτογραφίας από την πιο μακρινή απόσταση από τον Ήλιο. Και τα δύο ρεκόρ ανήκαν στην ίδια αποστολή, η οποία το 2015 πήρε τις πρωτοφανούς ανάλυσης εικόνες του Πλούτωνα. Πριν από το New Horizons, το ρεκόρ κατείχε η διαστημική αποστολή Voyager Ι, με τη μνημειώδη φωτογραφία της Γης που ενέπνευσε τον Καρλ Σαγκάν να περιγράψει τον πλανήτη μας ως “Pale Blue Dot”.
Τα μετα-ποσειδώνια αντικείμενα
Μετα-ποσειδώνια αντικείμενα (TNO, από την αγγλική τους ονομασία Trans-Neptunian Objects) είναι τα αντικείμενα που περιφέρονται γύρω από τον Ήλιο σε απόσταση μεγαλύτερη, κατά μέσο όρο, από αυτή του πλανήτη Ποσειδώνα. Η αναζήτηση για τα μετα-ποσειδώνια αντικείμενα ξεκίνησε ουσιαστικά μετά την ανακάλυψη του πλανήτη Ποσειδώνα τον 19ο αιώνα, όταν οι υπολογισμοί των τροχιών των πλανητών έδειξαν ότι πρέπει να υπάρχει και άλλος πλανήτης πέρα από την τροχιά του.
Η ανακάλυψη του Πλούτωνα το 1930, αν και αρχικά ενθουσίασε, τελικά δεν φάνηκε αρκετή για να εξηγήσει τα αποτελέσματα των υπολογισμών λόγω της μικρής μάζας του νέου πλανήτη, με αποτέλεσμα οι παρατηρήσεις να συνεχιστούν. Οι πλανήτες όμως είναι πολύ σκοτεινά και μικρά αντικείμενα (σε σχέση με αστέρια) και όσο απομακρυνόμαστε από τον Ήλιο το φως του είναι πολύ αμυδρό ώστε να τους φωτίσει επαρκώς. Επομένως, η απευθείας παρατήρηση πλανητών σε τόσο μεγάλες αποστάσεις είναι πολύ δύσκολη και απαιτεί όργανα υψηλής ακρίβειας.
Μία από τις απόψεις που διατυπώθηκαν σχετικά νωρίς, στη δεκαετία του 1960, ήταν αυτή της ύπαρξης μιας περιοχής γεμάτης από μικρά αντικείμενα, μικρούς πλανήτες και κομήτες, σε αποστάσεις μεγαλύτερες αυτής του Πλούτωνα. Η περιοχή αυτή, με το όνομα Ζώνη του Κόιπερ, φάνηκε να είναι πραγματική όταν στη δεκαετία του 1990 παρατηρήσεις έδειξαν την ύπαρξη χιλιάδων μικρών αντικειμένων στην περιοχή της τροχιάς του Πλούτωνα και μακρύτερα.
Η δεκαετία του 2000 υπήρξε καθοριστική για τη θέση του Πλούτωνα στο ηλιακό σύστημα αλλά και για τις γνώσεις μας για τις πιο μακρινές γωνιές του. Το 2005, έπειτα από μια σειρά πολύ επιτυχημένων παρατηρήσεων, είχαμε την ανακοίνωση της ύπαρξης και άλλων μικρών πλανητών μακρύτερα από τον Ποσειδώνα. Οι πλανήτες αυτοί είχαν συγκρίσιμο μέγεθος με τον Πλούτωνα, «υπονομεύοντας» επομένως τη θέση που κατείχε ο πλανήτης ώς τότε.
Το μεγαλύτερο από αυτά είναι ο νάνος πλανήτης που φέρει το όνομα της θεότητας της ζήλιας και της διχόνοιας στην αρχαία ελληνική μυθολογία, η Έριδα. Στην πραγματικότητα, η Έριδα είναι μεγαλύτερη από τον Πλούτωνα σε μάζα, υπολείπεται όμως του Πλούτωνα σε όγκο. Η Έριδα διαθέτει κι αυτή έναν δορυφόρο, τη Δυσνομία.
Ο νάνος πλανήτης Makemake ονομάστηκε έτσι από τη θεότητα της γονιμότητας και δημιουργό της ανθρωπότητας στους μύθους των γηγενών κατοίκων του νησιού του Πάσχα (ο νάνος πλανήτης ανακαλύφθηκε κοντά στο Πάσχα του 2005). Το αρκετά μεγάλο μέγεθός του θα μπορούσε να είχε οδηγήσει στην ανακάλυψή του από τον Τόμπογκ (ο οποίος ανακάλυψε τον Πλούτωνα). Ωστόσο, την εποχή εκείνη η θέση του κοντά στον Γαλαξία (τη φωτεινή λωρίδα που διαπερνά τον ουρανό και έχει μεγάλη πυκνότητα αστεριών) δεν θα επέτρεπε την ανακάλυψή του.
Ο νάνος πλανήτης Haumea παρατηρήθηκε πρώτη φορά παραμονή Χριστουγέννων του 2004. Το όνομά του πάρθηκε από τη θεότητα της γονιμότητας της μυθολογίας των κατοίκων της Χαβάης. Είναι το αντικείμενο με το πιο ιδιαίτερο σχήμα, καθώς είναι έντονα ελλειψοειδές και στενόμακρο.
Με την ανακάλυψη πλανητών συγκρίσιμων με τον Πλούτωνα σε παρόμοιες θέσεις η επιστημονική κοινότητα βρέθηκε μπροστά σε μια νέα κατηγορία αντικειμένων. Βασισμένη σε αυτό το σκεπτικό, η Διεθνής Αστρονομική Ένωση αποφάσισε να ορίσει το 2006 (για πρώτη φορά) τα κριτήρια με βάση τα οποία ένα αντικείμενο θα θεωρείται πλανήτης ή νάνος πλανήτης. Ο Πλούτωνας έχασε τη θέση του στην πρώτη κατηγορία και εντάχθηκε μαζί με τα μεγαλύτερα από τα μετα-ποσειδώνια αντικείμενα Έριδα, Haumea και Makemake στην κατηγορία των νάνων πλανητών. Σε αυτούς προστέθηκε και ο -μέχρι τότε αστεροειδής- Δήμητρα.
Πάντως, η αποστολή New Horizons που είχε προγραμματιστεί για την εξερεύνηση του ώς τότε ένατου πλανήτη Πλούτωνα είχε ήδη εκτοξευτεί το 2005.
Εκμεταλλευόμενοι το φως των αστεριών
Όπως ήδη αναφέρθηκε, τα πολύ μακρινά και σκοτεινά αντικείμενα του ηλιακού συστήματος εντοπίζονται πολύ δύσκολα με τα τηλεσκόπια που διαθέτουμε. Αυτό συμβαίνει επειδή το φως του Ήλιου που ανακλούν είναι ήδη πολύ αμυδρό σε εκείνες τις αποστάσεις και μέχρι στιγμής φαίνεται πως τα αντικείμενα αυτά είναι πολύ μικρά σε όγκο. Ένας πολύ σημαντικός τρόπος όμως να μελετήσουμε τα αντικείμενα αυτά είναι να εκμεταλλευτούμε το φως των αστεριών που βρίσκονται πίσω τους κατά τη διάρκεια των αστρικών επιπροσθήσεων. Αυτές, όπως μαρτυρά η ορολογία, συμβαίνουν όταν ένας νάνος πλανήτης περάσει μπροστά από ένα αστέρι του πεδίου (δηλαδή του τμήματος του ουρανού που παρατηρούμε με το τηλεσκόπιο). Όταν συμβαίνει αυτό, το φως που λαμβάνουμε από τον αστέρα μειώνεται, καθώς αποκόπτεται από το ίδιο το αντικείμενα και διέρχεται μέσα από την ατμόσφαιρά του. Από τη μελέτη του φωτός αυτού μπορούμε να μετρήσουμε γεωμετρικά χαρακτηριστικά και τη θέση των αντικειμένων, ενώ στην περίπτωση αντικειμένων με ατμόσφαιρα θεωρητικά μπορεί κανείς να βγάλει συμπεράσματα για τη σύστασή της (κάτι που γίνεται στην περίπτωση της έρευνας για εξωπλανήτες). Η σημασία αυτών των παρατηρήσεων είναι πολύ μεγάλη για την επιστημονική κοινότητα και συνήθως για την παρατήρησή τους συντονίζονται παρατηρητήρια και ερασιτέχνες αστρονόμοι ανά την Υφήλιο.
