Rosetta och Kuiperbältet

Professor Hans Rickman vid Institutionen för astronomi och rymdfysik vid Uppsala universitet berättar dock att detta inte är alldeles säkert.
– De skulle kunna vara kollisionsfragment, säger han. Om så är fallet kanske vi inte får lära oss det vi tror av Rosetta, men något annat, minst lika spännande.

I början av mars skickade ESA upp Rosetta från Franska Guyana. Om tio år, i maj 2014, kommer Rosetta att glida upp långsides med kometen Churyumov-Gerasimenko och ta närbilder av en aldrig tidigare skådad detaljrikedom. För första gången i världshistorien kommer man även att sätta ner en landare på en kometkärna.

Svenska forskare deltar i två av de instrument som Rosetta för med sig. Dels i ett instrument som ska göra mätningar av plasmat runt kometen för lära sig mer om hur solvinden och stoftet i kometens svans växelverkar, och dels med optiska filter till kameran ombord.

Syftena med Rosetta är flera. Man vill givetvis lära sig mer om kometer – vad de består av och hur de fungerar. Man hoppas också kunna få en inblick i solsystemets allra tidigaste tillblivelse, eftersom kometerna antas vara byggstenar som helt enkelt blev över när planeterna och de större kropparna i solsystemet bildades.

Men är det så? Tillsammans pekar nya upptäckter och gamla teorier mot att det inte är så säkert att kometerna är så ursprungliga. Eller rättare sagt börjar man tvivla att alla kometer är det.

1846: Neptunus

Det började 1781, när den engelske astronomen William Herschel mer eller mindre av en slump upptäckte Uranus. Under decennierna efter upptäckten såg man att Uranus inte följde den bana som den borde följa. Avvikelserna var inte stora men tydliga. Den logiska slutsatsen var att det fanns en åttonde planet utanför Uranus som störde dess bana.

Den engelske astronomen John Couch Adams, och en fransk dito, Urbain Jean Joseph Le Verrier satte sig att räkna på avvikelserna, och kom fram till i stort sett identiska resultat: Det fanns en planet ungefär lika stor som Uranus ytterligare en bit längre ut i solsystemet.

Adams fick inget gehör hos sina brittiska kollegor för att leta efter planeten, men Le Verriers resultat letade sig till de tyska astronomerna Johann Gottfried Galle och Heinrich Louis d'Arrest som 23 september 1846 riktade sitt teleskop mot den plats på himlen som LeVerrier pekade ut och hittade genast den nya planeten.

Som kuriosa kan nämnas att den store Galileo Galilei observerade Neptunus redan 1613. Han till och med observerade att den rörde sig något från en kväll till en annan, men molnigt väder satte stopp för vidare observationer, som sannolikt hade lett till upptäckten av planeten dryga två århundraden tidigare än nu blev fallet.

Upptäckten av planeten, som fick namnet Neptunus, var en stor triumf för den matematiska fysiken och den newtonska mekaniken, och idag har Adams, LeVerrier, d'Arrest och Galle alla fått del av äran att upptäcka Neptunus.

1930: Pluto

Nu borde allt ha varit frid och fröjd. Men när decennierna gick så tyckte vissa astronomer att det fortfarande fanns avvikelser i Uranus bana som inte gick att förklara med Neptunus närvaro. Dessutom fanns det möjligen avvikelser i Neptunus bana också. Följaktligen började man misstänka att det fanns ytterligare en planet.

Sökandet efter den fortgick med varierade intensitet. Till sist, 1930, fastnade en liten ljusprick vid två tillfällen på en fotografisk plåt som tagits av den amerikanske astronomen Clyde Tombaugh. Pricken rörde sig mot bakgrunden av stjärnor, och måste således höra till solens flock. Den fick namnet Pluto och räknades som den nionde planeten och förklaringen till störningarna i Uranus och Neptunus banor.

1943: Edgeworth

Vid den tiden började man få tillräcklig koll på hur planeterna bildats – att de kondenserats ur en roterande skiva – för att den brittiske astronomen Kenneth Essex Edgeworth skulle ta sig en allvarlig funderare på hur solsystemet egentligen slutade.

– Han tyckte att solsystemet rimligen inte kunde sluta alldeles tvärt utanför Neptunus och Pluto, säger Hans Rickman, professor i astronomi vid Uppsala universitet, där han forskar på planetsystemet.

Det borde finnas material kvar där ute som aldrig samlats ihop till någon större kropp för att det var för glest utspritt. Några år senare fick han stöd av den holländske astronomen Gerhard Peter Kuiper.

Denna teoretiskt föreslagna reservoar i solsystemets utkant fick namnet Edgeworth/Kuiper-bältet, som med tiden förkortades till det mindre tungvrickande Kuiper-bältet.

Kuiper-bältet var än så länge en teoretisk konstruktion. Detta upphörde 1992, även om man inte insåg det förrän efter några år. Då upptäcktes nämligen 1992 QB1, en isklump med en diameter på dryga hundratalet kilometer, och alltså på tok för stor för att vara en komet, åtminstone enligt gängse definitioner.

Vid mitten av nittiotalet hade man upptäck flera tiotal liknande objekt. Det var uppenbart för alla att man hittat Kuiper-bältet. Precis som med upptäckten av Neptunus så var upptäckten av Kuiper-bältet en stor vetenskaplig framgång. Astronomer hade på grundval av dåvarande kunskaper förutsett existensen av bältet, och när observationstekniken gjorde det möjligt att upptäcka bältets små invånare så gjorde man också det.

1978: Charon

Detta gjorde helt plötsligt att Plutos status som planet ifrågasattes. Ända sedan upptäckten hade storleken på Pluto stadigt reviderats nedåt, från att från början ha varit betydligt större än Jorden till att bli betydligt mindre än månen, och n u vet man att Plutos diameter är två tredjedelar av månens, eller ungefär 2300 kilometer. Var Pluto bara den största av Kuiper-bältets innevånare? Frågan hade varit aktuell ett tag eftersom man insett att Pluto var mer än lovligt lik Neptunus största måne Triton.

Triton är en udda fågel bland solsystemets månar. Den är den enda av de större månarna som rör sig "baklänges" runt sin moderplanet, och dess bana krymper en aning för varje varv, vilket betyder att den någon gång i en avlägsen framtid kommer att krascha på Neptunus eller brytas sönder och bilda ett ringsystem som kommer att få Saturnus motsvarande att blekna vid jämförelse. Astronomerna har därför funderat om Triton kanske fångats in av Neptunus snarare än bildats tillsammans med den. Var Triton en gång i tiden ett syskon till Pluto?

Upptäckten av Charon, Plutos ovanligt stora måne 1978 förstärkte Plutos särställning bland planeterna, och de första Kuiper-bältesobjekten spädde bara på detta.

2002–2004: Quaoar, Sedna & 2004DW

År 2001 upptäckte man Varuna, det första Kuiper-bältesobjektet med en diameter på över 1000 kilometer och 2002 upptäckte man Quaoar, som visade sig vara ännu större, ungefär hälften så stor som Pluto. Nu var inte ens Plutos särställning som störst längre självklar. 2003 upptäckte man Sedna, som är ytterligare lite större än Quaoar, men fortfarande mindre än Pluto, och 17 februari i år upptäckte man 2004 DW, som kanske är lika stor som Sedna och rör sig i en bana som är nära nog identisk med Plutos. Tillsammans har de i praktiken krossat Plutos ställning som planet. På andra sidan Atlanten har dock fortfarande Plutos planetambitioner visst stöd.

– Sannolikt beror det på att Pluto är den enda "planet" som upptäckts av en amerikan, säger Hans Rickman leende. Men när jag pratar med mina europeiska kollegor pratar vi aldrig om Pluto som en planet längre.

2014: Rosetta?

Vad har då detta med Rosetta att göra? Jo, för det första har astronomerna nu upptäckt närmare tusen Kuiper-bältesobjekt, och man börjar få en hum om detaljerna i hur bältet är uppbyggt. En sak som man insett är att Kuiper-bältet är tillräckligt tätbefolkat för att kollisioner ska vara relativt vanligt förekommande.

– De små objekten vi ser skulle alltså kunna vara kollisionsfragment, säger Hans Rickman. De kan alltså tidigare ha varit en del av ett betydligt större objekt.

För det andra så är Kuiper-bältet – tillsammans med Oorts moln – en av de två stora reservoarerna av kometmaterial . Störda av varandra, passerande stjärnor eller tidvatteneffekter från Vintergatan letar sig isklumpar från Kuiper-bältet och Oorts moln inåt i solsystemet. Via passager nära de yttre planeterna dyker en del av dem så småningom upp i de inre delarna av solsystemet som – just det, kometer.

Vissa av de kometer vi ser är alltså kollisionsfragment från Kuiper-bältet.

Vad spelar det då för roll om en komet är ett kollisionsfragment eller inte? Om en komet tidigare har varit inbakad i en större kropp, och alltså deltagit i uppbyggandet av denna större kropp, så kan man inte direkt säga ett den är "ursprunglig" i den betydelsen att den är en kvarleva från solsystemets begynnelse. Processen som bildade den hypotetiska moderkroppen har med största sannolikhet utplånat mycket av denna "ursprungliga" information.

Det betyder inte att den information en sådan komet bär på är ointressant. Tvärtom. Den kan istället berätta om Kuiper-bältets kollisionshistoria och förhållandena inuti dess större kroppar.

Hur det förhåller sig med detta får vi se när Rosetta om nästan exakt tio år, i maj 2014, kommer fram till komet Churyumov-Gerasimenko.