|
Образование Плутона и его крупнейшего спутника
|
|
|
|
Миллиарды лет назад в холодных окраинах нашей Солнечной системы столкнулись два ледяных мира. Вместо того, чтобы уничтожить друг друга в результате космической катастрофы, они сплелись, как небесный снеговик, и в конце концов разделились, но навсегда остались связанными на орбите. Так возникли Плутон и его крупнейший спутник Харон, согласно исследованию Университета Аризоны, которое бросает вызов десятилетиям научных предположений.
|
|
|
|
Исследование, проведенное под руководством Адин Дентон, аспирантки НАСА, которая проводила исследования в Лунной и планетарной лаборатории U of, выявило этот неожиданный механизм "поцелуя и захвата", который может помочь ученым лучше понять, как формируются и эволюционируют планетные тела. Рассмотрев то, что планетологи упускали из виду на протяжении десятилетий — структурную прочность холодных ледяных миров, — исследователи обнаружили совершенно новый тип космических столкновений. Результаты были опубликованы в журнале Nature Geoscience.
|
|
|
|
По словам Дентона, на протяжении десятилетий ученые выдвигали теорию о том, что необычно крупный спутник Плутона Харон сформировался в результате процесса, сходного с Луной Земли, — массивного столкновения, за которым последовало растяжение и деформация тел, подобных жидкости. Эта модель хорошо работала для системы Земля-Луна, где из-за высокой температуры и больших масс сталкивающиеся тела вели себя скорее как жидкости.
|
|
|
|
|
|
|
Однако при применении к меньшей по размеру и более холодной системе Плутон-Харон этот подход не учитывал важнейший фактор: структурную целостность горных пород и льда.
|
|
|
|
"Плутон и Харон отличаются друг от друга — они меньше, холоднее и состоят в основном из камня и льда. Когда мы подсчитали фактическую прочность этих материалов, мы обнаружили нечто совершенно неожиданное", - сказал Дентон.
|
|
|
|
Используя усовершенствованное моделирование столкновения на высокопроизводительном вычислительном кластере U of A, исследовательская группа обнаружила, что вместо того, чтобы растягиваться, как пластилин, во время столкновения, Плутон и Протохарон на самом деле временно слиплись, вращаясь как единый объект в форме снеговика, прежде чем разделиться в двойную систему, которую мы наблюдаем сегодня.
|
|
|
|
Двойная система возникает, когда два небесных тела вращаются вокруг общего центра масс, подобно тому, как два фигуриста кружатся, держась за руки.
|
|
|
|
"Большинство сценариев столкновения планет классифицируются как "наезд и бегство" или "столкновение и слияние". То, что мы обнаружили, — это нечто совершенно иное - сценарий "поцелуя и захвата", когда тела сталкиваются, ненадолго слипаются, а затем разделяются, оставаясь связанными гравитацией", - сказал Дентон.
|
|
|
|
"Самое интересное в этом исследовании заключается в том, что параметры модели, которые позволяют зафиксировать Харон, в конечном итоге выводят его на правильную орбиту. Вы получаете две правильные вещи по цене одной", - сказал старший автор исследования Эрик Асфог, профессор Лунной и планетарной лаборатории.
|
|
|
|
Исследование также предполагает, что и Плутон, и Харон практически не пострадали во время столкновения, сохранив большую часть своего первоначального состава.
|
|
|
|
По словам Дентона, это бросает вызов предыдущим моделям, которые предполагали значительную деформацию и перемешивание во время удара. Кроме того, процесс столкновения, включая приливное трение при разделении тел, привел к выделению значительного внутреннего тепла в обоих телах, что может обеспечить Плутону механизм образования подповерхностного океана без необходимости формирования в более радиоактивной солнечной системе на ранней стадии развития — ограничение по времени, которое беспокоит ученых-планетологов.
|
|
|
|
Исследовательская группа уже планирует последующие исследования, направленные на изучение нескольких ключевых областей. Команда хочет исследовать, как приливные силы повлияли на раннюю эволюцию Плутона и Харона, когда они были гораздо ближе друг к другу, проанализировать, как этот сценарий формирования согласуется с современными геологическими особенностями Плутона, и изучить, могут ли подобные процессы объяснить формирование других двойных систем.
|
|
|
|
"Нам особенно интересно понять, как эта первоначальная конфигурация влияет на геологическую эволюцию Плутона", - сказал Дентон. "Тепло от удара и последующие приливные силы могли сыграть решающую роль в формировании тех особенностей, которые мы видим на поверхности Плутона сегодня".
|
|
|
|
Источник
|
