Группа исследователей из Университета Аризоны представила модель, предлагающую новый механизм формирования карликовой планеты Плутон и его крупнейшего спутника Харон. Исследование представляет механизм «поцелуя и захвата» в качестве альтернативы предыдущим теориям, основанным на сильном столкновении. Согласно этой модели, два тела медленно приближаются друг к другу, соприкасаясь в гравитационном «поцелуе», а затем разделяются, образуя известную нам сегодня бинарную систему.
Таким образом, Плутон и Харон, состоящие в основном из льда и камня, взаимодействовали на низких скоростях по сравнению с высокоэнергетическими ударами, характерными для других событий формирования, например, тех, которые, как считается, привели к появлению нашей Луны. Во время этого тонкого взаимодействия два тела временно соединились в структуру, напоминающую снеговика, а затем разделились. Эта начальная фаза позволила им стабилизироваться на общей орбите, не подвергаясь значительной фрагментации.
Новая модель основана на детальном моделировании и предлагает более точное объяснение того, как бинарная система может сформироваться в среде с чрезвычайно низкими температурами, например, в поясе Койпера, где находятся Плутон и Харон.
«Мягкое» столкновение между Плутоном и Хароном
Моделирование, проведенное командой Университета Аризоны, учитывает особенности системы Плутон-Харон: низкую плотность, высокую концентрацию льда и чрезвычайно низкие температуры. Такой подход позволяет отличить модель «поцелуй и захват» от традиционных сценариев высокоэнергетических столкновений.
В большинстве случаев, изученных в прошлом, таких как образование Луны, энергии, выделяемой при столкновениях, достаточно для частичного или полного расплавления тел. Однако в случае Плутона и Харона взаимодействие было достаточно мягким, чтобы сохранить структурные характеристики обоих тел, что позволило сформировать стабильную бинарную систему.
Начальный этап, на котором Плутон и прото-Харон «касаются» друг друга, образуя переходный объект, имеет решающее значение для последующей эволюции системы. После разделения остаточные гравитационные силы удерживают оба тела на общей орбите, предотвращая выброс в космос или разрушение.
Вид сбоку на «поцелуй» Плутона и захват Харона, показанный через несколько часов после столкновения, в момент отделения.
Модель с более широкими последствиями
Этот тип взаимодействия представляет собой правдоподобный механизм не только для Плутона и Харона, но и для формирования других бинарных систем в поясе Койпера. Условия в этом регионе Солнечной системы, характеризующиеся низкими скоростями столкновений и обилием льда, возможно, благоприятствовали другим подобным событиям в прошлом.
Таким образом, предложенный механизм «поцелуй и захват» открывает путь к новым исследованиям динамики бинарных систем. Этот подход может быть распространен на изучение других транснептуновых объектов со схожими орбитальными характеристиками в поясе Койпера. Кроме того, модель может найти применение и во внесолнечной астрофизике, давая подсказки для формирования двойных планетарных систем или бинарных звезд.
Исследование еще раз демонстрирует, как моделирование с высоким разрешением может раскрыть ранее не замечаемые детали процессов формирования планет. В будущем можно будет проверить достоверность модели, сравнив ее с данными, собранными космическими аппаратами, такими как New Horizons, который в 2015 году сделал подробные снимки Плутона и Харона. Такие данные могут помочь лучше понять геологическую и гравитационную эволюцию системы, а также дать подсказки для формирования других подобных объектов во внешней части Солнечной системы.
С аннотацией исследования, опубликованного в журнале Nature Geoscience, можно ознакомиться здесь.
Читайте все последние новости астрофизики на New-Science.ru
