(486958) Arrokoth

(486958) Arrokoth, provisorische Bezeichnungen 2014 MU₆₉ und Ultima Thule, ist ein transneptunisches Objekt (TNO). Es besteht aus zwei Körpern, die sich berühren (englisch contact binary) und hat eine Umlaufzeit von etwa 298 Jahren, der maximale Durchmesser beträgt 31,7 km, wovon 19,5 km auf die größere Komponente Ultima und 14,2 km auf die kleinere Thule entfallen; die scheinbare Helligkeit beträgt 26,8 mag. Die Bahn ist beinahe kreisförmig und nur wenig gegen die Ekliptik geneigt. Aufgrund der Bahneigenschaften handelt es sich um ein kaltes klassisches Kuipergürtelobjekt. „Kalt“ bezieht sich in diesem Fall nicht auf die Temperatur, sondern darauf, dass die Umlaufbahn seit der Entstehung des Sonnensystems kaum gestört wurde. Am 1. Januar 2019 flog die Sonde New Horizons an Arrokoth vorbei. Es ist das bis dahin erdfernste Objekt, das von einer Sonde aus der Nähe untersucht wurde.

Asteroid (486958) Arrokoth
Arrokoth, aufgenommen am 1. Januar 2019 von New Horizons, 7 Min. vor der engsten Annäherung.
Eigenschaften des Orbits Animation Epoche: 27. April 2019 (JD 2.458.600,5)
Orbittyp	Cubewano
Große Halbachse	44,630 AE
Exzentrizität	0,051
Perihel – Aphel	42,376 AE – 46,883 AE
Neigung der Bahnebene	2,45°
Länge des aufsteigenden Knotens	159,0°
Argument der Periapsis	181,1°
Zeitpunkt des Periheldurchgangs	20. Dezember 2059
Siderische Umlaufperiode	6772 a
Mittlere Orbital­geschwin­digkeit	0,20 km/s
Physikalische Eigenschaften
Mittlerer Durchmesser	31,7 ± 0,5 km 19,5 km („Ultima“) 14,2 km („Thule“)
Albedo	0,04–0,10  0,04–0,15
Rotationsperiode	15,9 h
Absolute Helligkeit	11,1 mag
Geschichte
Entdecker	Hubble-Weltraumteleskop
Datum der Entdeckung	26. Juni 2014
Andere Bezeichnung	2014 MU69 1110113Y
Quelle: Wenn nicht einzeln anders angegeben, stammen die Daten vom JPL Small-Body Database. Die Zugehörigkeit zu einer Asteroidenfamilie wird automatisch aus der AstDyS-2 Datenbank ermittelt. Bitte auch den Hinweis zu Asteroidenartikeln beachten.

Vorlage:Infobox Asteroid/Wartung/Umlaufdauer

Entdeckung und Benennung

Eine animierte Version der Bilder der Entdeckung, in Abständen von 10 Minuten erstellt. Arrokoth ist in den grünen Kreisen.

(486958) Arrokoth wurde am 26. Juni 2014 bei einer gezielten Suche mit dem Hubble-Weltraumteleskop nach möglichen weiteren Vorbeiflugszielen für New Horizons entdeckt. Zu Beginn der Mission war das Objekt noch nicht bekannt gewesen. Anfänglich wurde es mit 1110113Y bezeichnet. Im Oktober 2014 wurde das Objekt als eines von mehreren möglichen Zielen für New Horizons angekündigt und im August 2015 ausgewählt. Die offizielle Nummerierung 2014 MU₆₉ erhielt das Objekt im Mai 2015, nachdem die Bahndaten ausreichend genau bestimmt waren. Die Vergabe der Kleinplanetennummer (486958) erfolgte am 12. März 2017 in MPO 399075.

Das Objekt erhielt neben der Nummerierung einen vorläufigen Spitznamen, der in einem Wettbewerb vorgeschlagen wurde. Im März 2018 wählte das New-Horizons-Team aus den Vorschlägen den Namen Ultima Thule („jenseits Thule“, im Sinne der bekannten Welt). Die endgültige Benennung des Objekts wurde auf die Zeit nach dem Vorbeiflug verschoben, um es berücksichtigen zu können, falls es sich bei dem Objekt um ein Mehrfachsystem handeln sollte. Nach dem Vorbeiflug war klar, dass es sich um ein System aus zwei sich berührenden Körpern handelt, und so wurde der größere Teil vorläufig mit Ultima und der kleinere Teil mit Thule bezeichnet.

Der Name Ultima Thule wurde jedoch kritisiert, da er ebenfalls in der NS-Ideologie und in der Alt-Right-Bewegung verwendet wird. Im November 2019 gab die NASA mit Zustimmung der IAU den Namen Arrokoth für 2014 MU₆₉ bekannt. Arrokoth bedeutet Himmel in der ausgestorbenen Sprache der Powhatan, einer Algonkin-Sprache.

Erdgebundene Untersuchungen

Arrokoth verdeckte am 17. Juli 2017 das Licht eines Sterns im Stern­bild Schütze. Fünf der an der Beob­achtung betei­ligten Teleskope erfassten das Ereignis; so zeigte sich ein unregelmäßiger Umriss.

Arrokoths Größe wurde nach den ersten Beobachtungen durch Hubble auf 30 bis 45 km geschätzt, basierend auf seiner Helligkeit. Genauere Informationen über die Größe wie auch begleitende Trümmer oder ein Ringsystem erhoffte man sich von der Beobachtung von Sternbedeckungen. Hochpräzise Daten zu Sternpositionen durch die Gaia-Mission ermöglichten die Vorhersage von Bedeckungen durch das Objekt am 3. Juni sowie am 10. und 17. Juli 2017.

Für die Bedeckung am 3. Juni wurden Teams mit 22 mobilen 40-cm-Teleskopen und Kameras nach Südafrika und Argentinien gebracht, die im Abstand von ca. 10 bis 25 km entlang der Okkultationslinie aufgestellt wurden, um zu gewährleisten, dass wenigstens eines der Teleskope die Okkultation im Zentrum beobachten konnte. Für die am 10. Juli wurde das fliegende 2,5-m-Teleskop des Stratosphären-Observatoriums für Infrarot-Astronomie (SOFIA) über dem Südpazifik eingesetzt; In beiden Fällen konnten jedoch keine Okkultation von irgendeinem der Beobachtungspunkte festgestellt werden. Die Wissenschaftler schlossen daraus, dass das Objekt kleiner ist als die Beobachtungen von Hubble nahelegten. Das Objekt musste dementsprechend entweder stark reflektieren oder es handelte sich um ein binäres System oder sogar um einen Schwarm von kleinen Objekten, die bei der Entstehung des Sonnensystems übrig geblieben waren.

Die nur rund 0,2 Sekunden währende Bedeckung vom 17. Juli 2017 konnte hingegen von Patagonien aus hingegen beobachtet werden und legte nahe, dass das Objekt langgestreckt, aber kürzer als 30 km ist. Alternativ wurde ein binäres System vorgeschlagen, bei dem die beiden Komponenten jeweils 15–20 km groß seien. Eine weitere Bedeckung fand am 4. August 2018 statt. Für die Beobachtung wurden in Senegal und Kolumbien mobile Teleskope postiert. Diese Bedeckung konnte beobachtet werden und zeigte, wie die Bedeckung am 17. Juli 2017, keine Hinweise auf Trümmer oder ein Ringsystem; außerdem konnten die Bahndaten weiter verfeinert werden. Für die weitere Erkennung von möglichen Trümmern blieb ab diesem Zeitpunkt nur noch die Kamera LORRI an Bord von New Horizons übrig. Bis zur Begegnung mit New Horizons wurde das Objekt intensiv durch Hubble beobachtet, um möglichst genaue Bahndaten und Informationen über die Rotation zu gewinnen. Es konnte jedoch keine Rotationsperiode ermittelt werden.

Bestimmungen des Durchmessers

Jahr	Abmessungen km	Quelle
2014	30,0–45,0	Lakdawalla u. a.
2014	25,0–45,0	Buie u. a.
2019	19,5 bzw. 14,2 für die einzelnen Teile	Stern u. a.

Untersuchung durch New Horizons

Die Bahn von New Horizons zu Arrokoth

Computergeneriertes Modell der Form von Arrokoth. Oben die ursprünglich angenommene „Schneemann“-Form, unten das mit neueren Daten überarbeitete Modell.

(486958) Arrokoth ist das erste kleine und zugleich das am weitesten entfernte Kuipergürtel-Objekt (KBO), das von einer Sonde näher untersucht wurde. Es wird angenommen, dass das Objekt seit der Entstehung wie tiefgefroren in einem Zustand verharrt, den es schon zur Zeit der Formung des Sonnensystems vor ungefähr 4,6 Milliarden Jahre hatte, und dass es dadurch Einblicke in die frühen Phasen der Entstehung des Sonnensystems ermöglicht. Am 16. August 2018 machte New Horizons erste lang belichtete Aufnahmen aus über 100 Millionen Kilometern Entfernung.

Zum Zeitpunkt der Begegnung am 1. Januar 2019 war das Objekt ungefähr 43,4 AE von der Sonne entfernt. Die Sonde flog im Abstand von 3.000 km wesentlich dichter vorbei als an Pluto; dabei wurden alle Instrumente eingesetzt, die schon bei der Beobachtung Plutos Verwendung gefunden hatten. Das System besteht aus zwei einzelnen Materieklumpen, die sich schon vor langer Zeit langsam einander angenähert hatten und zu einem Doppelsystem aus zwei Körpern wurden.

Kurz nach dem Vorbeiflug wurde eine Reihe von Bildern des Asteroiden aufgenommen. Dabei konnte durch die Okkultation von Sternen die Form von Arrokoth besser bestimmt werden. In den ersten Tagen nach dem Vorbeiflug ging man noch davon aus, dass der Asteroid etwa die Form eines Schneemanns aus zwei näherungsweise kugelförmigen Teilen hat. Die späteren Daten zeigten, dass vor allem der größere Teil (Ultima) erheblich flacher ist als zunächst angenommen wurde. Er hat etwa die Form eines Pancakes, der kleinere (Thule) die einer verbeulten Walnuss. Es konnten keine Monde, begleitenden Trümmer oder ein Ringsystem gefunden werden. Das Objekt hat keine nachweisbare Atmosphäre und gibt keine geladenen Teile in die Umgebung ab. Die Farbe ist deutlich rot. Die Farben des größeren und kleineren Teils unterscheiden sich kaum, während an der Berührungslinie das Objekt deutlich heller ist. Das Objekt rotiert in 15,9 Stunden einmal. Die Rotationsachse zeigte zur Zeit der Begegnung näherungsweise in Richtung Erde und Sonne, sodass immer derselbe Teil der Oberfläche von der Sonne beschienen wird. Das erklärt, warum zuvor keine periodischen Helligkeitsveränderungen zur Rotationsbestimmung gefunden werden konnten.

Weblinks

Commons: 486958 Arrokoth – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• NASA: New Horizons Spacecraft Returns Its Sharpest Views of Ultima Thule 22. Februar 2019
• NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute: New Horizons: Beyond Pluto. Revealing the First Primordial Planetesimal. Lunar and Planetary Science Conference, March 18, 2019 PDF
• Kay Sanders: Geburt eines „Schneemanns“ am Rand des Sonnensystems in scinexx.de vom 24. April 2020

Einzelnachweise

1. Emily Lakdawalla: In: Planetary Society blog. Planetary Society, 15. Oktober 2014, archiviert vom Original am 15. Oktober 2014; abgerufen im 1. Januar 1 (englisch). 
2. Marc William Buie: New Horizons HST KBO Search Results: Status Report. Space Telescope Science Institute, 15. Oktober 2014, S. 23, archiviert vom Original; abgerufen am 30. August 2015 (englisch). 
3. S. B. Porter, A. H. Parker (Hrsg.): Orbits and Accessibility of Potential New Horizons KBO Encounter Targets. 46th Lunar and Planetary Science Conference (2015). (englisch, usra.edu [PDF]). 
4. New Horizons extended mission target selected. In: www.planetary.org. Abgerufen am 9. November 2015. 
5. tagesschau.de: „New Horizons“ bei „Ultima Thule“ – Ein Rendezvous am Rande des Sonnensystems (Abruf 1. Januar 2019).
6. NASA's Hubble Telescope Finds Potential Kuiper Belt Targets for New Horizons Pluto Mission. In: HubbleSite. 15. Oktober 2014; abgerufen im 1. Januar 1 (englisch). 
7. Mike Wall: Space.com, 15. Oktober 2014, archiviert vom Original am 15. Oktober 2014; abgerufen im 1. Januar 1 (englisch). 
8. Amanda Barnett: Pluto probe gets new assignment. 29. August 2015, abgerufen am 30. August 2015 (englisch). 
9. NASA’s New Horizons Team Selects Potential Kuiper Belt Flyby Target. NASA, 28. August 2015; abgerufen im 1. Januar 1 (englisch). 
10. New Horizons. Abgerufen am 21. Mai 2017 (englisch). 
11. Tricia Talbert: New Horizons Chooses Nickname for ‘Ultimate’ Flyby Target. NASA, 13. März 2018, abgerufen am 15. März 2018 (englisch). 
12. S.A. Stern, J.R. Spencer et al.: Overview of initial results from the reconnaissance flyby of a Kuiper Belt planetesimal: 2014 MU69. 9. Januar 2019, arxiv:1901.02578v1 (arxiv.org [PDF]). 
13. Ultima Thule renamed to avoid Nazi link | EarthSky.org. Abgerufen am 11. Oktober 2020 (amerikanisches Englisch). 
14. Far, Far Away in the Sky: New Horizons Kuiper Belt Flyby Object Officially Named 'Arrokoth'. In: NASA. 12. November 2019, abgerufen am 12. November 2019 (englisch). 
15. New Horizons: New Horizons Deploys Global Team for Rare Look at Next Flyby Target. Abgerufen am 15. Juli 2017 (englisch). 
16. Jenseits von Pluto Doku HD. In: youtube.com. Doku Spezial, 11. August 2019, abgerufen am 15. August 2023 (Die Beobachtungspunkte der Okkultation werden ab 31:45 genannt.). 
17. New Horizons: SOFIA in Right Place at Right Time to Study Next New Horizons Flyby Object. Abgerufen am 15. Juli 2017 (englisch). 
18. New Horizons: New Mysteries Surround New Horizons’ Next Flyby Target. Abgerufen am 15. Juli 2017 (englisch). 
19. New Horizons’ Next Target Just Got a Lot More Interesting. Abgerufen am 6. August 2017 (englisch). 
20. JHUAPL: New Horizons Team Prepares for Stellar Occultation Ahead of Ultima Thule Flyby. In: New Horizons. (jhuapl.edu [abgerufen am 1. September 2018]). 
21. JHUAPL: New Horizons Team Reports Initial Success in Observing Ultima Thule. In: New Horizons. (jhuapl.edu [abgerufen am 1. September 2018]). 
22. The PI’s Perspective: Tally Ho Ultima! Abgerufen am 16. September 2018 (englisch). 
23. August 28, 2015 NASA’s New Horizons Team Selects Potential Kuiper Belt Flyby Target
24. New Horizons erste Aufnahme von Ultima Thule. Abgerufen am 6. September 2018. 
25. Tricia Talbert: NASA’s New Horizons Makes First Detection of Kuiper Belt. In: NASA. 28. August 2018 (nasa.gov [abgerufen am 4. September 2018]). 
26. Neue Bilder von Ultima Thule lassen Forscher rätseln. Abgerufen am 11. Februar 2019. 
27. New Horizons: News Article?page=20190208. Abgerufen am 11. Februar 2019 (englisch). 
28. The PI's Perspective: We Did It — The Bullseye Flyby of Ultima Thule! Abgerufen am 20. Januar 2019. 
29. S. Alan Stern, Brian Keeney, Kelsi Singer, Oliver White, Jason D. Hofgartner: Some New Results and Perspectives Regarding the Kuiper Belt Object Arrokoth's Remarkable, Bright Neck. 19. März 2021, arxiv:2103.10780. 
30. Nasa-Sonde erreicht „Ultima Thule“ am Rand unseres Sonnensystems In: Spiegel online vom 31. Dezember 2018.